冬青卫矛是卫矛科卫矛属的常绿阔叶灌木,适应性强、分布和栽培范围广,是用于园林绿化的重要树种之一。冬青卫矛能耐受温带地区冬季低至-28.5℃的低温天气,但其耐受冬季冻胁迫的分子机制尚不清楚。本研究以秋季和冬季冬青卫矛叶片为材料,测定了相对电解质渗漏、抗氧化酶等生理生化指标,进行了转录组测序分析了叶片基因的差异表达,进行了质外体蛋白质组和代谢组的比较分析,为揭示冬青卫矛耐受冬季冻胁迫的代谢调整策略及相关分子调控机制提供了重要数据。结果总结如下:测定了秋季和冬季冬青卫矛叶片细胞膜损伤、渗透调节物质含量、抗氧化酶活性、叶绿素含量等生理指标。结果显示,与秋季相比,冬季冬青卫矛叶片相对电解质渗漏、MDA含量明显升高,说明冬季冻胁迫对叶片细胞膜造成了损伤;可溶性糖和脯氨酸含量显著升高,说明渗透调节物质参与了冬青卫矛冬季冻胁迫耐受过程;SOD、POD、CAT、APX等抗氧化酶活性升高,说明ROS清除系统的激活参与了冬青卫矛叶片冬季冻胁迫耐受的过程;叶绿素含量、净光合速率、气孔导度降低,说明冬青卫矛叶片通过调控光合作用来适应冬季冻胁迫。为了揭示冬青卫矛叶片适应冬季冻胁迫的基因表达调控机制,应用转录组测序技术分析了秋季和冬季叶片基因的差异表达。首次建立了由138731条unigene组成的冬青卫矛转录本数据库,其中87353条unigene获得功能注释。和秋季相比,冬季叶片中21031个基因的表达发生了显著变化,其中上调基因8358个,下调基因12673个,GO分析表明,差异表达基因主要参与信号传递、转录调节过程、抗氧化活性等过程,被富集的细胞部位包括质外体。KEGG通路富集分析表明,显著富集的代谢通路为次生代谢物的生物合成、运输和分解代谢、膜转运、蛋白折叠分选和降解、激素信号转导、碳水化合物代谢、脂质代谢、氨基酸代谢等代谢途径。KEGG数据还表明,ABA信号参与了冬青卫矛对冬季冻胁迫反应的信号转导。一些冬季高表达的基因,如GolS1等可能在冬青卫矛冻胁迫耐受中发挥重要作用。质外体中的蛋白质和代谢物的变化可能参与了冬青卫矛冬季冻胁迫耐受,为了建立冬青卫矛质外体液体提取方法,从离心转速、缓冲液种类等方面对提取方法进行优化。结果表明,离心力为2500 g,缓冲液为抗坏血酸加无水氯化钙质外体液体提取效果较好。应用无标记液质联用技术分析了秋季和冬季冬青卫矛叶片质外体蛋白质组的差异。共获得838个肽段,鉴定出194种蛋白质。和秋季相比,冬季质外体中43种蛋白质的丰度发生了显著变化,其中26个差异累积蛋白在冬季冻胁迫下上调,17个下调。差异积累蛋白主要与细胞壁修饰、抗病、自由基清除等功能有关。冬季大量积累的蛋白包括半胱氨酸蛋白酶、天冬氨酸蛋白酶等可能参与冬青卫矛冻胁迫适应。基于液质联用（LC-MS）技术进行代谢组学分析,在冬青卫矛叶片中在正离子模式下共获得1542个代谢物,负离子模式下获得736个代谢物。差异显著的代谢物总数为721（正离子模式）、349（负离子模式）。在正离子模式下显著上调的代谢物总数为487,显著下调的代谢物数目为234;在负离子模式下显著上调的代谢物总数为192,显著下调的代谢物数目为157。KEGG富集分析表明,显著富集的代谢通路为黄酮生物合成、甘油磷脂代谢、次生代谢物的生物合成、植物激素信号转导、单萜生物合成、花青素生物合成、柠檬酸循环等。多组学联合分析结果显示,冬青卫矛在冬季通过多途径来提高对冻胁迫的适应性,其中类黄酮物质合成途径的激活以及类黄酮物质在质外体中大量积累对提高冬青卫矛提高抗冻性至关重要。本研究测定了冬青卫矛冬季冻胁迫生理生化相关指标,鉴定了差异表达基因、蛋白质以及代谢物,为理解冬青卫矛耐受冬季冻胁迫提供了宝贵线索。