油菜作为世界第三大油料作物,是食用植物油的主要来源之一。我国油菜种植面积和产量可达全球三分之一,居世界首位,存在巨大的发展潜力,在国家食用油安全战略中起到至关重要的作用。然而,在油菜生育期常常会遇到高、低温等非生物胁迫,对油菜产量和品质造成影响。因此,培育油菜抗逆品种对提高油菜产量与品质有重要意义。促分裂原活化蛋白激酶（Mitogen-activated protein kinases,MAPKs）是一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,在真核生物中普遍存在,具有基本调节功能的进化保守信号模块。MAPK级联在多种植物中都能参与应对生物或非生物胁迫相关途径,广泛参与植物生长发育过程。在前期研究中,本实验室发现BnMAPK1的超量表达提高了甘蓝型油菜对高温的耐受性。在此基础上,本研究以超量表达BnMAPK1甘蓝型油菜与野生型中油821为试验材料,研究了低温、高温处理下BnMAPK1的作用及其机理,主要结论如下:1、BnMAPK1对低温处理下甘蓝型油菜生长及生理特性的影响对长势一致的超表达及野生型植株进行4℃低温处理,检测叶绿素、脯氨酸、可溶性糖、丙二醛含量和抗氧化酶活性（SOD、POD、CAT）的动态变化。结果表明,BnMAPK1的超量表达可减缓叶叶绿素降解、促进脯氨酸和可溶性糖积累、降低丙二醛含量,一定程度上增强抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性。2、甘蓝型油菜耐低温的分子机理研究为进一步研究BnMAPK1提高甘蓝型油菜耐低温的分子机理,取低温处理下的超表达和野生型材料相同部位叶片进行转录组测序。转录组分析表明,低温胁迫下,甘蓝型油菜可能通过激素信号转导等刺激响应途径、光合作用、有机物（次生物质）生物合成或代谢等途径来进行调节,它们可能相互交错,共同作用,即油菜在低温下的调节途径错综复杂。3、BnMAPK1提高甘蓝型油菜低温抗性的分子机理研究转录组测序结果表明,超量表达BnMAPK1能够更主动地应对低温,BnMAPK1可能参与细胞、代谢、发育过程,包括光合途径调节、根系、器官生长发育调节、物质代谢、核糖体生物发生活性等,从而提高甘蓝型油菜耐冷性。同时,超量表达BnMAPK1改变了45个基因的表达模式,显示BnMAPK1在低温胁迫下可能促进油菜光合能力及光合产物转运、促进蛋白质降解及激蛋白合成,降低一些水解酶、转移酶、开花促进蛋白等合成或其他生物过程。此外,许多转录因子在超表达材料低温响应基因和两材料间遗传性差异表达基因中显著富集,包括超表达材料特异响应的161个转录因子基因和两材料间遗传差异表达的118个转录因子基因,它们分别集中在bHLH、AP2/ERF-ERF、WRKY、bZIP、GARP-G2-like、MYB、C2C2-GATA和AP2/ERF-ERF、MYB、WRKY、bHLH、HB-HD-ZIP、MYB-related、NAC家族中。表明低温下,BnMAPK1蛋白可能对这些转录因子有调控作用,它们共同参与油菜的低温信号途径,相互作用,在油菜耐低温育种中可能具有利用价值。4、甘蓝型油菜耐高温的分子机理研究为进一步研究BnMAPK1提高甘蓝型油菜耐热性的分子机理,将超表达和野生型油菜植株进行40℃高温处理,随后取相同部位叶片进行转录组测序。高温胁迫下,转录组测序发现:甘蓝型油菜中存在大量胁迫应答途径,包括代谢发育和刺激响应等方面,其中基础代谢起到重要作用。同时,核糖体、蛋白质合成、内质网中蛋白质加工、翻译等过程及途径起到重要作用。即高温下大量的蛋白合成、加工及代谢具有关键作用。5、BnMAPK1提高甘蓝型油菜高温抗性的分子机理研究转录组测序发现,超量表达BnMAPK1能够更主动地应对高温,包括代谢发育和刺激响应等方面,其中主要与有机物的合成相关。BnMAPK1促进蛋白酶体在油菜响应高温时起作用,BnMAPK1可能使蛋白质的代谢调控起到重要作用。同时,超量表达BnMAPK1使211个基因的表达模式发生改变,发现BnMAPK1可能抑制WRKY7（Bna A03g46550D）、WRKY33（Bna Cnng66020D）、WRKY33（Bna A04g22040D）的表达,同时促进早期光诱导蛋白（Bna A01g24440D）、DNA错配修复蛋白MSH1（Bna A07g05700D）的表达。此外,许多转录因子在超表达材料高温响应基因和两材料间遗传性差异表达基因中显著富集,包括超表达材料特异响应的334个转录因子基因和两材料间遗传差异表达的221个转录因子基因,它们分别集中在AP2/ERF-ERF、bHLH、MYB、bZIP、C2H2、GARP-G2-like和MYB、AP2/ERF-ERF、bHLH、NAC、HB-HD-ZIP、HSF家族。它们在高温处理下可能受到BnMAPK1蛋白的调控,在甘蓝型油菜中共同参与高温响应途径,共同作用,在油菜耐高温育种中可能具有利用价值。