番茄是一种重要经济作物,起源于热带,番茄果实对低温非常敏感。目前,低温贮藏仍然是最常用的果蔬保存手段,因此,探究番茄果实在低温条件下的变化情况对于番茄采后储藏具有重要的指导意义。本论文通过对番茄果实25℃常温和4℃低温冷害处理条件下7天、14天、21天、28天的转录组和代谢组分析,发现1369个基因在低温下持续高表达,1735个基因持续低表达。通过对以上差异基因进行基因本体学和KEGG功能富集分析,发现高表达基因与低表达基因分别控制不同代谢通路,4℃低温下低表达的基因在细胞壁相关,如细胞壁合成、植物细胞壁组分等条目中显著富集,而在低温下高表达基因在光合作用相关,如叶绿体、叶绿体基质、类囊体、PSⅠ光合电子传递等条目中显著富集。利用Mapman对所有差异表达基因进行代谢总括分析,进一步验证了上述结果。进一步构建了番茄果实低温冷害条件下物质变化和基因表达的代谢关联网络。在糖类和有机酸代谢中,发现低温可导致柠檬酸含量升高,而苹果酸含量先上升,后下降。4℃低温下,葡萄糖含量先升高后降低,低温处理末期含量再次升高。核糖与景天庚酮糖在低温处理中期含量上升,与之合成相关的叶绿体转酮醇酶、叶绿体核酮糖-磷酸-3-表异构酶、核糖-5-磷酸-异构酶2基因表达量均上调。脂肪酸代谢方面,4℃下番茄果实在贮存初期软脂酸和硬脂酸含量均下降。低温下细胞质而非线粒体中饱和脂肪酸链延长占据主导地位。氨基酸代谢方面,丙氨酸、丝氨酸、缬氨酸在低温处理初期时含量偏高,脯氨酸含量则相对降低。对所有参与上述代谢的基因进行共表达分析,发现55个番茄基因中,44个基因可与至少另外一个基因存在显著相关性。其中甘油酸脱氢酶、溶酶体-β-葡糖苷酶基因与另外7个基因相连。细胞质饱和脂肪酸链延伸过程中涉及到的三个基因:3-酰基蛋白还原酶、叶绿体生物素羧化酶1、丙二酰辅酶A-ACP转酰酶之间有显著相关性,三者可能存在基因间相互调控。随机选取23个参与上述代谢的基因进行表达量验证,22个基因表达模式与RNA-seq分析结果一致。综上,本研究鉴定出具有较高可信性的差异表达基因,结合差异代谢物构建番茄果实低温下基因与物质调控网络,阐明部分低温番茄果实代谢机理。同时,我们得到多个与番茄果实低温冷害相关的标志物和与之代谢相关的基因,为进一步研究提高番茄果实低温冷害胁迫提供重要参考。