黑龙江省地处高寒地区,冬季严寒而漫长,极端低温在-25℃～-50℃,春季气温变化大,倒春寒天气频繁发生,所以一直是冬小麦种植的禁区。返青期的倒春寒是危胁寒地冬小麦越冬返青主要灾害之一。许多冬小麦品种只表现出冬季抗寒能力强的特点,而在恢复生长后,抗寒力下降过快,表现出不能适应高寒地区经常出现的倒春寒逆境的缺陷。因此,研究冬小麦在返青期抗寒能力随温度变化的生理生化反应的规律,对于培育适应这类高寒地区冬小麦品种意义重大。本研究以5个冬小麦品种为材料进行田间和实验窒试验,研究返青期低温胁迫下冬小麦叶鞘生理生化特性的变化以及抗冻蛋白的表达分析,旨在为小麦抗寒性育种提供理论依据和鉴定方法。主要研究结果如下：1.田间条件下越冬返青率最高的是东农冬麦1号为85%,东农358最低为45%,其余三个品系东农375、东农512、东农600依次为65%、71%和75%,东农冬麦1号抗寒性最高,东农358抗寒性最低；东农冬麦1号室内模拟倒春寒条件下存活率变化趋势是：随着温度的下降和处理时间的增加返青率呈现降低的趋势,0℃处理和-3℃处理对返青率基本没有影响,从-6℃处理开始返青率开始低于87%,在-15℃/12h处理时返青率仅为23%。2.东农冬麦1号返青期分蘖数和新生根数最多,抗寒性差的东农358品种则较少。东农冬麦1号根系活力在各个取样时期均高于其他品系。根系活力高低与返青率有直接相关。3.倒春寒使植株电导率值增大,并有随着处理温度的降低和处理时间的增加而逐渐增大的趋势。同一温度和时间处理下叶片的电导率值大于叶鞘的电导率值。4.返青期不同取样日期内MDA先升高后降低的变化趋势,返青率最低的东农358MDA含量始终处于较高水平,返青率最高的东农冬麦1号则相反。MDA含量与返青率呈显著负相关,相关系数为-0.3592。返青期MDA含量与POD呈极显著相关,MDA含量与GSH活性和AsA活性呈极显著相关。5.在返青期内,随着冬小麦恢复生长时间的延长,各参试品系的可溶性蛋白含量均呈先升高后降低的趋势,但不同品种(系)间可溶性蛋白含量差异显著。可溶性蛋白含量与返青率之间相关不显著。6.返青期细胞内SOD和POD呈现先升高后降低的变化趋势,SOD和返青率显著相关,POD和返青率相关不显著,越抗寒的品种细胞内SOD活性越高,SOD活性是影响冬小麦返青率的重要因素,直接通径系数为0.6101。AsA和GSH是植物细胞重要的抗氧化剂,发生低温胁迫时AsA和GSH含量均升高,但AsA和GSH对返青率的影响不明显。7.模拟倒春寒低温胁迫下东农冬麦1号叶鞘处产生26个差异蛋白,其中重复出现的6个差异蛋白分别为脂肪氧化酶、二硫化物异构酶、核酮糖1,5-二磷酸羧化酶、S腺苷甲硫氨酸合成酶、UDP葡萄糖焦磷酸化酶和真核生物起始因子4F。冷冻后再恢复生长,东农冬麦1号参与葡萄糖合成和脂肪代谢的酶的表达量增强,而参与蛋白质翻译的真核翻译起始因子和调节蛋白功能的二硫化物异构酶的表达量降低。-6℃/12h低温处理下,参与蛋白质翻译的真核翻译起始因子4F、调节蛋白功能的二硫化物异构酶、参与葡萄糖合成和脂肪代谢的酶、参与光呼吸的核酮糖1,5-二磷酸羧化酶的表达量上调。-9℃/12h处理下与-15℃/12h处理下相比,除参与甲硫氨酸代谢的S腺苷甲硫氨酸合成酶的表达量都上调之外,参与光呼吸的核酮糖1,5-二磷酸羧化酶的表达量也上调了。