诺尼（Morinda citrifolia L.）是典型的热带经济作物,具有很高的药用价值和保健功效,但诺尼又是严格的热带作物,不耐低温,当出现5°C低温时会受到寒害,诺尼产业发展受到影响。我们课题组经过16年培育出的“抗寒4号”诺尼品种,在大田生产中表现出了良好的抗寒性,为验证其抗寒性,本研究从生理分析、气候模拟实验和转录组分析研究“抗寒4号”诺尼的抗寒特性,为培育抗寒诺尼品种奠定理论基础,也为解决诺尼生产受制于低温而不能大面积推广提供品种支持和技术支撑。本研究的结果如下:1.气候模拟试验表明,抗寒4号诺尼品种在5°C低温下培养24h后仍然能正常生长,而对照的“三亚”诺尼品种叶片已经表现出水渍状冻伤或者枯死,表明抗寒4号具有极强的抗寒能力。2.通过生理生化、低温处理、比较转录学的实验验证了抗寒4号品种的抗寒性;比较转录学研究发现其抗寒性是多基因参与的结果,这也与抗寒4号品种的抗寒性是多个生理因子综合作用的结论相一致。3.发现抗寒4号品种在低温处理4h后的差异基因数比三亚品种的差异基因数多了1025个,表明抗寒4号品种在最初受到低温胁迫时响应低温的速度比三亚品种快。而在低温处理8h后,两者的差异基因数量相近,但抗寒4号上调表达的差异基因数比三亚的多586个,下调表达的基因数比三亚品种的少590个。这些结果表明抗寒4号的抗寒性强于三亚品种。4.识别了4286个响应冷胁迫的基因,都是抗寒4号在低温处理4h或8h后,与三亚品种相比,显著上调或下调表达的基因,它们与抗寒4号的抗寒性强于三亚品种密切有关。5.通过GO和KEGG富集分析与抗寒有关基因,分别将958个基因和187个基因映射到GO数据库和KEGG数据库中,涉及到的基因功能包括氧脂素的合成与代谢过程、转录与调控、蛋白质磷酸化、光合作用、防御反应、初生代谢过程的调控、次生代谢物质的合成与代谢、细胞大分子生物合成与代谢过程的调控、基因表达的调控、细胞钾离子跨膜运输、对冷害及其它刺激物的响应、转录因子活性、脂氧合酶活性、蛋白质激酶活性、氧化还原酶活性、磷酸转移酶活性、转糖基酶活性、细胞边缘与膜系统、植物病原体互作通路、植物激素信号转导通路、二萜生物合成通路等等。总之,识别出来的抗寒基因涉及到诺尼生长发育的各个方面,说明有一大批基因协同作用造就了诺尼的抗寒特性。6.发现诺尼的抗寒性与ABA依赖型和非ABA依赖型信号网络、ROS信号网络、MAPK信号网络和植物激素信号传导通路等四个信号通路有关。