火龙果（Hylocereus）是典型的景天酸代谢（CAM）植物,高度抗旱,但对低温敏感。因其商品价值高、抗旱耐瘠薄,已发展成为贵州喀斯特山区农民脱贫致富的重要支柱产业。火龙果作为优稀果树,已在国内广泛栽培,但与之相关的生理基础研究十分薄弱。关于火龙果响应干旱和低温逆境胁迫的交互影响的生理研究尚欠缺。本研究针对贵州喀斯特地貌的火龙果产区干旱、冬季低温的限制因子,以盆栽‘紫红龙’火龙果茎为试验材料,研究了干旱和低温逆境下,火龙果植株生长、组织结构、超微结构、抗氧化体系、碳同化与碳代谢的变化规律;探索干旱胁迫对火龙果茎响应低温的生理影响,分析干旱和低温胁迫下的转录组学变化,挖掘出干旱和冷胁迫下差异表达基因,验证火龙果茎对干旱与低温的适应机制的关联;同时探究了光照条件对田间火龙果响应低温胁迫的影响。主要研究结果如下:（1）重度土壤干旱下（土壤含水量从80%到15%）,火龙果茎中相对含水量仅轻微下降（从90%到80%）,说明干旱胁迫下,火龙果茎保水能力强。这一特性与干旱胁迫下火龙果茎组织结构变化有关,如复表皮厚度、维管束、储水细胞数量及皮层与茎厚度比值增加;这一结构变化不仅增加了火龙果茎中蒸腾阻力,还加强了水分在植株内储藏和运转的能力。（2）干旱胁迫下,火龙果茎横向生长很快（停止浇水4周）停止,而伸长生长仅在重度干旱下（停止浇水12周后）才明显减弱;而干旱处理显著促进了新根生长和根的伸长。停止浇水8周后,火龙果茎中叶绿素含量显著降低,光化学淬灭q P值则在停止浇水4-16周均低于对照,Fv/Fm值和ΦPSII则在停止浇水后12周显著降低;说明干旱下,茎叶绿素含量降低,光系统II（PSII）光化学效率降低,但PSII仅在严重干旱下才会遭受破坏。干旱处理显著降低茎中淀粉和可溶性糖含量,说明干旱导致光合能力下降,但并不会引发以可溶性糖积累形式的渗透调节。干旱处理抑制了火龙果茎CAT、POD、SOD酶活性,降低GSH含量,但显著提高了APX酶活及ASA含量。我们推测,干旱下火龙果茎主要依赖As A-GSH循环系统来清除活性氧。（3）淋水对照和干旱处理的火龙果茎气孔均呈日间关闭,夜间开放的昼夜节律,但对照在各时间的开放气孔频率和气孔开口大小均高于干旱处理。火龙果茎中可溶性糖和淀粉均是在白天积累,夜间降低,但干旱处理显著低于对照;茎叶绿体超微结构体现昼夜变化,日间淀粉多且大,夜间变少;夜间脂质体增加,日间减少,而基粒的变化与脂质体相反;干旱处理导致淀粉粒减少,脂质体增加,基粒密度变小。火龙果茎中苹果酸和柠檬酸的昼夜变化节律与淀粉和糖的昼夜节律正好相反,干旱处理下有机酸含量显著降低,昼夜波动幅度也显著减小。茎中PEPC酶活均是晚上高白天低,而NADP-ME和RUBPC活性与之相反;干旱显著降低了茎中PEPC和NADP-ME活性。以上结果说明,干旱条件下,火龙果茎碳同化能力显著下降,但干旱胁迫并不影响碳同化相关的昼夜节律,在水分充足和干旱条件下,均以CAM代谢模式为主。因此,火龙果为非兼性（non-facultive）CAM植物。（4）在经历整个低温期间和春季回温后,正常淋水对照的火龙果植株的冷害症状和死亡率显著高于干旱胁迫的植株,这一差异也体现在低温伤害的生理指标（膜渗漏率REC、MDA和ROS含量）上。低温伤害程度与低温温度、低温持续时间和回温幅度密切相关,0℃下7天和4℃下14天火龙果茎的膜透性显著上升,而8℃以上低温14天内不会显著提高茎的膜透性;经历5℃低温处理14天后,温度回升幅度越高,伤害程度越大,回升幅度达10℃以上,伤害明显,茎的膜透性和MDA含量显著上升。而上述低温和变温处理对干旱胁迫植株的伤害显著低于对照植株。这一效应可能是因为干旱处理显著提升了火龙果茎的Pro含量、APX酶活和ASA含量,显著降低了GSH和超氧阴离子含量。因此,干旱处理可提高火龙果茎的耐寒性,这与其提高了渗透调节物Pro和提高As A-GSH循环活性氧清除系统的活性有关。（5）冬季低温下,遮荫处理显著减少了茎的冷害症状,提升了火龙果植株的耐寒能力。与对照相比,遮荫处理提高了茎中叶绿素含量和最大光化学效率（Fv/Fm）,促进茎中Pro和ASA积累,提高APX活性,降低超氧阴离子积累和膜脂过氧化产物MDA积累。（6）对1号（室温淋水）、2号（室温干旱）、3号（低温淋水）、4号（低温干旱）、5号（低温后回温淋水）和6号（低温后回温干旱）六个处理（每个处理包含三个生物学重复）的18个火龙果茎样品c DNA样品测序并组装,结果共获得187,530个转录本,88,568个unigenes,通过与8个数据库（Nr,GO,KEGG,COG,Swissprot,KOG,Pfam,egg NOG）进行比对,其中35,490个Unigene被注释。差异表达分析结果显示,共有11,340个Unigene差异表达,其中2号（常温干旱）与4号（低温干旱）、1号（常温对照）与3号（低温干旱）样品间差异表达基因最为丰富。大量unigenes富集在生物学过程中的‘response to stimulus’、‘biological regulation’和‘immune systemprocess’等途径。另外,我们对‘CBF’（8条unigenes）、‘NAC’（35条unigenes）、‘MYB’（66条unigenes）、‘DREB’（7条unigenes）、‘AP2’（10条unigenes）等逆境响应相关调节基因家族成员进行了表达模式聚类分析,并对筛选出的响应干旱和低温的关键成员进行了q PCR分析,结果表明,LTI、KIN、DREB-1、ERD-1和ERD-2基因可能在火龙果茎抗寒过程中发挥了关键作用;而RD-2、APX-3和APX-4可能在火龙果茎抗旱过程中发挥了关键作用。