桃（Prunus persica L.）原产于中国,是我国的主栽果树之一。中国栽培的桃品种有1000多个,其中大多数栽培种生长在温带和亚热带地区。温度是桃产业发展过程中重要的环境因子,影响和制约着桃树的生长发育和区间分布。中国河西走廊地区（北纬37°17′-42°48′,东经93°23′-104°12′）平均最低温度为-27℃,引进的桃品种无法在这种环境下生存。然而,属于当地李光桃抗寒品种群的‘丁家坝’桃品种却能在这种环境下生存并很好的适应这些环境,进化出一种高度专一的耐寒特性。本研究以抗寒型‘丁家坝’和低温敏感型‘加纳岩’为试验材料,1:测定4℃低温胁迫下两种桃叶片的生理生化指标,阐明‘丁家坝’响应低温胁迫的生理机制。2:利用高通量测序技术,在转录组水平对比分析抗寒型‘丁家坝’和低温敏感型‘加纳岩’的低温响应机制,筛选抗寒基因,初步解析‘丁家坝’的抗寒分子机制。3:依据转录组数据,采用生物信息学方法和q RT-PCR系统分析了与‘丁家坝’抗寒相关的NAC（NAM,ATAF1/2和CUC2）基因家族的成员、结构、功能和低温胁迫下的表达特征。4:对转录组筛选到的耐寒基因Pp4CL2（4-coumarate-Co A ligase）进行克隆与抗寒功能验证。主要结果如下:1.对4℃处理0、2、6和12 h的‘丁家坝’和‘加纳岩’桃叶片进行生理生化测定表明:‘丁家坝’和‘加纳岩’POD活性随着低温胁迫时间的延长逐渐上升并在冷处理12 h时达到峰值。冷处理12 h与对照相比,‘丁家坝’和‘加纳岩’分别上升了58.94%和33.66%。‘丁家坝’和‘加纳岩’叶片的MDA和ELI随着冷处理时间的延长呈上升趋势,且‘丁家坝’的增长趋势小于‘加纳岩’,表明‘丁家坝’的细胞膜不易被破坏,抗寒性强。总体来看,‘丁家坝’和‘加纳岩’的脯氨酸、可溶性糖以及可溶性蛋白等渗透调节物质含量随着冷处理时间的增加显著上升,且‘丁家坝’的增长幅度大于‘加纳岩’。2.对4℃处理0、2、6和12 h的‘丁家坝’和‘加纳岩’桃叶片分别构建12个c DNA文库。结果表明:‘丁家坝’和‘加纳岩’在冷处理下分别鉴定到569和505个差异基因。‘丁家坝’鉴定到的569个差异基因显著富集在植物与病原菌互作、MAPK信号通路-植物、倍半萜和三萜生物合成以及苯丙烷生物合成等代谢通路。分析‘丁家坝’显著富集的代谢通路以及对比两个桃品种相同时间低温处理下差异基因富集的转录因子,结果表明:CDPK、Ca M、CML、MPK3/6、WRKY22、WRKY24、C4H、PAL、4CL、POD和CAD等相关基因以及NAC转录因子在‘丁家坝’抗寒过程中发挥重要作用。3.桃NAC基因家族生物信息学分析表明,桃NAC家族共有119个成员,氨基酸长度在68～862之间,分子量介于7.2～96.1 k Da,等电点在4.3～9.5之间。除Pp NAC119定位在染色体骨架上之外,其余基因均定位在桃的八条染色体上。基因结构和保守基序分析表明,位于同一亚族的成员基因结构相似,外显子数量和长度基本相同,并且同一亚族中的成员所含motif的种类和排列顺序基本相似。Pp NACs蛋白启动子前2000 bp的序列包含脱落酸响应原件、光响应原件、茉莉酸甲酯响应原件、赤霉素响应原件、低温响应原件和生长素响应原件等。q RT-PCR分析结果显示在冷处理2 h和6 h时,部分基因与对照相比表达量上调不明显,但是在冷处理12 h时,16个NAC基因的表达量与对照相比均显著上调。4.对Pp4CL2基因构建过表达载体,用农杆菌介导法将该基因成功转化到拟南芥和烟草中,获得转基因植株。分析低温胁迫下Pp4CL2基因在野生型和转基因植株的相对表达量、生理生化指标和表型。结果表明:过表达Pp4CL2基因型株系的耐寒性强于野生型株系。