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我国油菜生产分为冬、春两大产区,冬油菜以甘蓝型冬油菜（Brassica napus L.）生产为主,因其产量高、抗倒伏、品质优良等特性,在我国油菜生产中占据主要地位,总产量占全国油菜的86.3%,但因甘蓝型冬油菜抗寒性差,主要分布在长江流域,在我国北方地区,冬油菜主要以强抗寒白菜型冬油菜为主,因此,研究并提高甘蓝型冬油菜的抗寒性,选育优良抗寒种质资源,对我国北方冬油菜产业的发展至关重要。本研究基于对12个北方甘蓝型冬油菜抗寒性评价的基础上,筛选出强抗寒品系“2016TS（G）10”和弱抗寒品系“天油2288”,在冷冻胁迫下（-2℃）对两个不同抗寒性材料的植物学形态特征、叶片显微结构、叶片超微结构、生理生化及光合指标的差异进行了比较分析,从转录组水平对强抗寒品系“2016TS（G）10”响应冷冻胁迫的抗寒机理进行了研究,主要研究结果总结如下:1.明确了12个甘蓝型冬油菜的抗寒性强弱差异。12个甘蓝型冬油菜在甘肃天水（34°6′N,海拔10841650 m）越冬率为92.1%97.8%,北移至兰州（36°73′N、海拔1517 m）和上川（36°03′N、海拔2150 m）后越冬率大幅下降,甘肃农业大学新育成的“16TS 309-4、16TS 306-3、16TS 309-10、15NS 45-4、2016 8（G）和2016TS（G）10”一系列品系在上川镇的平均越冬率为10.2%14.4%,抗寒性显著优于新油23、天油14和天油2288。根据越冬率、半致死温度(LT50)和隶属函数综合评价方法对参试材料抗寒性强弱的评价结果基本一致,为:2016TS（G）10>16TS 309-4>16TS 306-3>15NS 45-4>16TS 309-10>2016 8（G）>16TS 312-2>16NTS 158>16NPZ 269-1>天油14>新油23>天油2288。2.发现了冬油菜春播后田间植株春化率和生长发育的差异可以反映并评价冬油菜抗寒性的强弱。将冬油菜在我国北方适时春播,强抗寒甘蓝型冬油菜品系“2016TS（G）10”的田间春化率（4.05%）和小区平均薹高（10.77 cm）为参试材料间最低;弱抗寒品系“新油23”和“天油2288”田间春化率（87.65%和85.19%）和小区平均株（薹）高（80.18cm和58.21 cm）为参试材料间最高。相关性分析表明,春化率与平均株（薹）高及半致死温度(LT50)呈极显著正相关（相关系数（R2）为0.900.96）,与越冬率、综合评价（D）值、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）和可溶性蛋白质（SP）呈极显著负相关（R2为-0.96-0.63）,研究结果表明,在我国北方冬油菜适时春播（3月下旬）,田间植株春化率和生长发育的差异可以评价冬油菜抗寒性的强弱。3.揭示了强抗寒甘蓝型冬油菜品系和弱抗寒甘蓝型冬油菜品系在响应冷冻胁迫下植物学形态特征和生理生化特征的差异。在-2℃持续冷冻胁迫下发现,弱抗寒品系“天油2288”叶片栅栏组织细胞减少,海绵组织细胞排列松散,叶绿体数量减少且膨胀变形,叶片相对电导率（REL）和丙二醛（MDA）含量持续增加,可溶性蛋白质、可溶性糖和脯氨酸含量下降。强抗寒品系“2016TS（G）10”叶片栅栏组织细胞排列整齐,海绵组织细胞间距增加,叶绿体膨胀变形,但数量没有显著减少,叶绿体中淀粉颗粒显著积累,叶片可溶性蛋白质、可溶性糖、叶绿素a、叶绿素b含量,以及叶绿素a/b较弱抗寒品系高,室温恢复48 h后的植株叶片净光合速率（Pn）高于弱抗寒品系“天油2288”。4.探索了强抗寒甘蓝型冬油菜响应冷冻胁迫（-2℃）的抗寒机制。通过转录组测序（RNA-seq）技术从转录水平分析了强抗寒品系“2016TS（G）10”响应冷冻胁迫的基因表达情况,冷冻胁迫1 h、3 h和24 h分别鉴定出690个、2538个和2403个差异基因（DEGs）,三组数据比较分析后共鉴定出3905个DEGs,上调表达的DEGs有2312个,下调表达的DEGs有1593个,富集在“植物激素信号转导”、“碳水化合物代谢”、“氨基酸代谢”、“脂质代谢”等途径中的DEGs在冷冻胁迫下被诱导表达,与“核糖体”和“真核生物核糖体生物合成”等途径中的DEGs被抑制表达。其中,与“生物合成不饱和脂肪酸”相关的3个DEGs（BnaC06g28830D、BnaC04g40760D和BnaC05g37450D）随冷冻胁迫时间的延长表达量显著上调,调节饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的比例。与脯氨酸代谢相关的P5CS（BnaC04g05620D和BnaA05g05760D）基因表达虽受冷冻胁迫抑制,但表达量仍较高,调节细胞中脯氨酸含量。与可溶性糖合成或降解相关的β-amylase基因（BnaC09g21440D、BnaA07g05790D、BnaC07g34180D、BnaA03g42940D和BnaA01g17940D）在冷冻胁迫下表达受抑制,导致叶绿体中的淀粉颗粒显著积累。另外,AP2/ERF、MYB、WRKY以及Q型C2H2家族转录因子在强抗寒甘蓝型冬油菜响应冷冻胁迫中亦发挥着重要作用。5.确定了甘蓝型油菜基因组中Q型C2H2锌指蛋白家族成员的理化特性、染色体的分布、基因结构、蛋白保守结构域的分布、基因复制事件、系统发育关系以及冷冻胁迫下基因表达情况。基于转录组数据,对甘蓝型油菜Q型C2H2锌指蛋白家族进行了全面的鉴定和分析,共有216个Q型C2H2锌指蛋白家族成员,在19条染色体上不均匀分布,根据基因结构和蛋白保守结构域的分布特征,将216个Q型C2H2成员分为8簇,片段复制事件在该家族的扩展中至关重要,冷冻胁迫下大部分的Q型C2H2基因未响应,注释为ZAT10、ZAT12、ZAT6和ZFP2的11个基因受冷冻胁迫诱导表达,表达量高且差异倍数也高,在甘蓝型冬油菜响应冷冻胁迫中发挥着重要作用。