辣椒（Capsicum annuum L.）是一种典型的喜温性蔬菜,低温是限制其生长和产量的最重要的非生物胁迫之一。5-氨基乙酰丙酸（ALA）是生物体内四吡咯合成的前体,被认为是一种激素类物质,在植物的生长发育与响应非生物胁迫中发挥重要的作用。硫化氢（H2S）是继一氧化氮和一氧化碳之后的第三种气体信号分子,H2S与ALA在调控植物的许多生理过程方面有相似的影响。本研究以低温敏感辣椒品种“航椒2号”为试验材料,通过叶面喷施外源ALA、硫氢化钠（Na HS,H2S供体）与H2S清除剂亚牛磺酸（HT）,研究了ALA与H2S对低温胁迫下辣椒幼苗生长、光合作用、抗氧化系统的影响,以及H2S在ALA介导的缓解辣椒幼苗低温胁迫中的作用。利用转录组学分析了ALA与H2S可能参与的缓解低温胁迫的分子机制,并对响应低温胁迫、ALA与H2S的抗寒基因Ca ALAD的功能进行了验证。主要研究结果如下:（1）ALA与H2S处理均可以缓解低温胁迫对生长和光合作用的抑制作用。外源ALA提高了低温下辣椒幼苗的株高、茎粗、叶片数、地上部鲜重与地下部鲜重,而外源Na HS处理提高了株高、茎粗、地上部鲜重。ALA和/或H2S处理提高了光系统II的实际光化学效率[Y（II）],缓解了初始低温对辣椒幼苗的光抑制（Fv/Fm）,提高了卡尔文循环关键酶酮糖-1,5-二磷酸羧化酶（Rubisco）、3-磷酸甘油醛脱氢酶（GAPDH）、果糖-1,6-二磷酸醛缩酶（FBA）、果糖-1,6-二磷酸酯酶（FBP）和转酮醇酶（TK）的活性,从而提高了低温下的净光合速率。低温胁迫下辣椒幼苗的叶绿素合成上游物质[内源ALA、原卟啉IX（Proto IX）、Mg-原卟啉IX（Mg-Proto IX）、原叶绿素酸酯（Pchl）]和叶绿素（Chl）水平显著降低,叶绿素合成上游基因HEMA1、HEMB、FAR1、FHY3、CHLH、HEME1、HEMF和PORA表达量下调。ALA和/或H2S处理均可显著提高Chl和上游物质水平,上调了HEMA1、HEMB和FAR1的表达,说明外源ALA和H2S通过增强叶绿素合成途径,从而改善了低温胁迫下辣椒幼苗的光合作用。ALA与H2S共同施用效果优于ALA或H2S单独使用。（2）ALA和/或H2S处理增加了过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）的活性,增强了抗坏血酸（As A）-谷胱甘肽（GSH）循环,提高了As A/DHA（脱氢抗坏血酸）和GSH/GSSG（氧化型谷胱甘肽）的比值,增强了抗坏血酸过氧化物酶（APX）,谷胱甘肽还原酶（GR）,脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）和单氢抗坏血酸还原酶（MDHAR）活性。在转录水平上,ALA和/或H2S上调了Ca SOD、Ca POD、Ca CAT、Ca APX、Ca GR、Ca DHAR和Ca MDHAR在低温胁迫下幼苗中的表达量,从而降低了O2·-和H2O2的含量,减轻低温造成的氧化损伤。ALA与H2S联合使用效果优于ALA或H2S单独使用。（3）H2S清除剂HT的施用降低或逆转了ALA对光合作用和抗氧化系统的作用,说明H2S参与了ALA介导的缓解辣椒幼苗低温胁迫。同时,ALA可以诱导内源H2S的生成,而外源Na HS处理在低温胁迫3天后可提高内源ALA的含量,说明ALA与H2S在调控辣椒幼苗的抗寒性方面存在互作关系。（4）通过转录组测序结果发现低温胁迫与正常培养相比有7,338个差异基因,低温胁迫上调了高分子改性、蛋白泛素化、核糖体RNA、光敏色素连接蛋白以及响应一些刺激或胁迫的基因表达,同时下调了生长素、DNA复制、微管运动、光合作用、叶绿体基因的表达。ALA与Na HS均上调了低温下辣椒幼苗的光合作用、叶绿体相关的基因表达,同时下调了微管运动、细胞壁合成相关的基因表达。与ALA处理相比,ALA+HT显著下调了光合作用中的光系统II的结构及光合电子传递和叶绿体的内囊体膜,表明HT的施用负调控了ALA对低温下辣椒幼苗的光合系统的上调作用,进一步从转录水平证明了H2S参与ALA缓解低温胁迫对辣椒幼苗光合系统的伤害。（5）通过亚细胞定位发现Ca ALAD蛋白在叶绿体中表达。将Ca ALAD基因导入拟南芥基因组后,转基因植株的耐寒性得到提高。在低温（4℃）胁迫下,过表达Ca ALAD使转基因拟南芥At CBF2、At ICE1和At COR15b基因的转录水平增加,活性氧含量降低,SOD、POD和CAT活性增加。在低温胁迫下,相比野生型植株,转基因拟南芥植株叶绿素合成通路物质（胆色素原（PBG）、Proto IX、Mg-Proto IX、Pchl和Chl）含量显著增加。此外,转基因株系对外源ALA和Na HS更敏感,H2S含量的增加比野生型（WT）更迅速,说明Ca ALAD可能通过影响信号分子H2S的含量来应对低温。