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梅花（Prunusmume Sieb.et.Zucc.）是典型的亚热带落叶阔叶小乔木,因其花果、树姿具有极高的观赏价值,自古以来备受人们喜爱;其不畏严寒在寒冬高傲怒放的开花特点,一直以来在中国文学和民族精神中代表着坚毅、高洁的形象,是中国的十大传统名花之一。然而梅花原产中国西南地区,其主要分布区以秦岭以南为主。虽然梅花生性强健,已经突破了其自然生长范围,在北方部分地区已能露地栽培,但是北方的冬季酷寒和早春干冷依然是梅花北移过程中的主要障碍。随着分子生物学和组学研究的快速发展,探索梅花内部的抗寒分子机理和低温响应机制成为可能。本实验以梅花江梅品种群的‘雪梅’品种（P.mume’Xue Mei’）为主要研究材料,对‘雪梅’中的CBF/DREB1及其上游调控基因ICE1进行了同源克隆,并对主要PmCBF同源基因进行了低温表达分析;同时基于近年公布的西藏野梅基因组信息,通过RNA-seq技术对‘雪梅’在0℃低温下的表达谱进行了检测分析,研究主要结果如下:1.利用同源克隆和西藏野梅的基因组筛选,克隆得到了 5个新的梅花CBF/DREB1同源基因全长,按克隆顺序分别命名为PmCBFc-PmCBFg。对所有梅花PmCBF基因及其氨基酸序列进行了序列分析。研究表明,CBF/DREB1基因在梅花不同品种中非常保守。‘雪梅’品种与西藏野梅之间的CBF/DREB1位点存在高度同源性,且在染色体上呈串联分布;对9个物种的多个同源CBF/DREB1蛋白进行系统进化研究的结果显示,梅花的7个CBF/DREB1同源蛋白均归于CBF/DREB1家族的双子叶植物分枝;其中PmCBFf属于CBF亚群,其他6个PmCBF同源蛋白均属于DDF亚群;在Prunus属中,7个PmCBF蛋白与不同Prunus物种中的蛋白同源性高于PmCBFs之间的同源性,可以将Prunus属中的CBF/DREB1同源蛋白按各PmCBF名称划分为7组。2.对PmCBFd-PmCBFc的基因间序列进行了启动子预测,发现在PmCBFc上游可能的启动子区段有多个调控元件位点,说明PmCBFc可能受ICE1转录因子、光周期以及CBF/DREB1同源蛋白的调控。3.以梅花幼苗为材料,检测PmCBFa～PmCBFc三个基因在2℃冷驯化处理下的表达丰度变化。研究表明三个PmCBFs均能快速响应低温上调表达,且在8 h～12 h间出现表达高峰,其上调倍数成指数级增长。此外,常温下的梅花小苗叶片中也存在PmCBFs的小幅度表达波动,说明PmCBFs基因有受调控的组成型表达特点。4.成功构建了PmCBFd～PmCBFg各基因的双元表达载体,并通过浸花转化法得到了拟南芥异源转化阳性植株,为以后的PmCBFs功能研究和梅花抗寒基因工程研究提供了材料基础。5.通过RACE结合FPNI-PCR技术、同时筛选梅花基因组序列克隆得到3个ICE1同源基因的全长,按克隆顺序分别命名为PmICEa～PmICEc。其中PmICEa和PmICEb与拟南芥的AtICE1序列结构高度保守,编码蛋白具有典型的ICE1保守功能域和关键氨基酸位点;而PmICEc是一个与PmICEb高度同源的无内含子基因,其编码蛋白缺失了 ICE1典型的bHLH结构域及尾部序列。PmICEs的系统进化研究结果表明PmICEa与PmICEb、PmICEc同源蛋白的进化分歧早于其物种进化,而PmICEb和PmICEc的进化分歧可能晚于物种进化。6.以‘雪梅’3年生植株枝条为材料,利用RNA-seq技术分析了梅花叶片0℃低温胁迫下基因表达谱变化。在筛选压为|Log2（Fold change）|＞=1,q-value＜0.05的条件下一共筛选了 4,705个差异表达基因（DEGs）。低温响应DEGs有3,678个,其中除一个基因是成先升后降的表达趋势以外,其他低温响应DEGs根据稳定的表达趋势分为了上调表达基因和下调表达基因。通过差异基因表达谱热图以及h-cluster聚类分析,将此次低温实验分为了 3个低温响应阶段,其中1h～12 h为低温响应初始期,24 h为中期,48h为后期。在PlantTFDB网站的转录因子预测结果显示,表达谱中一共有208个差异表达基因确定为36类转录因子编码基因。其中最多的ERF类基因有31个。差异基因的GO和KEGG富集分析结果显示梅花嫩叶在48 h低温处理中的基因调控网络以转录因子调控的基因转录表达为主。低温响应12h时出现明显激素调控,低温中期开始伴随有水分胁迫的交叉互作,低温48 h出现与生物胁迫的交叉互作。7.对表达谱测序材料进行了生理生化指标的测定。结果显示‘雪梅’嫩叶在低温24 h左右有可溶性糖、脯氨酸等渗透物质的显著上升;MDA含量仅在低温12 h时有显著提高,而SOD酶在12 h时开始出现极显著活性升高,并在之后的36 h内维持较高的活性水平,POD酶活性变化不大。以上研究结果对梅花的抗寒分子研究和抗寒育种有非常重要的理论价值和现实意义,为实现梅花综合抗逆性的提高打下了基础。