能源植物小桐子的研究开发是国家和云南省的能源战略需求。作为一种热带亚热带起源的典型冷敏植物,低温是限制小桐子产量、分布和产业发展的重要环境因素。我们的前期研究显示低温锻炼可提高小桐子对后续冷胁迫的耐受性,并在生理生化和转录响应层面对其分子机制进行了探究,但有关可变剪接（alternative splicing,AS）介导的转录后调控在此过程中的贡献如何目前仍未清楚。本研究基于前期建立的12℃低温锻炼处理策略,以小桐子幼苗为材料进行Illumina Hiseq转录组测序和AS全局分析,旨在解析AS如何调控低温锻炼进而提高小桐子耐冷性的分子机制,获得的主要研究结果如下:1.从低温锻炼（CH）、冷胁迫（NS）和锻炼后胁迫（CS）以及正常生长（CK）4个阶段共鉴定出涉及6,021个基因的16,222个显著AS事件,其中44.96%（2,646个）为新报道的AS基因,且冷诱导的上调型SE事件是AS响应的主要形式。对低温锻炼植株（CS）和未经锻炼植株（NS）在1℃冷胁迫各时点下的成对比较发现,AS更倾向于在独立的层面响应强冷胁迫,而低温锻炼预处理（CH）则相反地推动AS与转录相关联。功能富集分析表明冷响应的AS基因与DNA修复、基因表达调控、RNA降解与运输、m RNA监测、细胞自噬及细胞代谢如糖代谢等生物学过程密切相关,而23个剪接因子、转录延伸和染色质修饰蛋白的编码基因则通过转录和/或自身剪接变化共同参与低温锻炼下AS的共转录调控,通过诱发一种“剪接印记（splicing mark）”使植物对再次的冷胁迫产生快速的剪接响应。2.YABBY家族是一类植物特异性转录因子,对侧生器官的形态建成、激素信号调节和非生物胁迫响应至关重要。本研究在全基因组层面鉴定出5个亚家族的7个小桐子YABBY基因,其中冷响应的JcYAB1、JcYAB3和JcYAB5均存在转录因子的自激活活性,而同为YAB2亚家族的JcYAB2A和JcYAB2B不仅表现出转录上的差异响应,还伴随着新的、截短的AS转录本的动态积累。蛋白互作预测及酵母双杂交证实调控植物形态建成的重要转录因子AG2与JcYAB2A存在直接互作,而JcYAB2B则似乎是miRNA介导的转录后调控在JcYAB家族的作用中心。这些结果均显示小桐子YABBY家族成员存在明显的功能分化,以不同方式协同调控小桐子的耐冷性。3.细胞自噬是一种广泛存在于真核生物的保守机制,对植物的生长发育、激素信号调节和非生物胁迫响应至关重要。我们前期的转录组分析发现细胞自噬（尤其是选择性自噬）相关基因呈现出低温诱导的AS变化,尤以SE事件为主。本研究在小桐子中鉴定出38个Jc ATG成员,其中相对高表达的7个成员中除Jc ATG10以外均受低温胁迫的显著诱导。有趣的是Jc ATG10的新AS转录本（Jc ATG10β）与本底转录本呈现一致的下调模式,似乎是小桐子冷响应的负调因子,尽管其过表达可提高重组酵母对高盐胁迫的耐受力。尤为值得注意的是,基于小RNA组和降解组的miRNA靶向预测分析发现,Jc ATG10的SE型AS事件导致novel-m0036-5p和novel-m0177-5p潜在靶点的丢失,这可能为探究miRNA与AS协同调控小桐子冷响应的机理提供了新线索。4.前期转录组分析显示糖代谢是冷响应AS调控的重要对象之一,以起始棉子糖家族寡糖（RFOs）合成的关键酶基因肌醇半乳糖苷合酶（GolS）为研究对象,发现尽管推测的蛋白序列与基序组成高度保守,4个JcGolSs成员对低温胁迫呈现明显的差异性响应,尤以JcGolS2和JcGolS3的诱导效应最为显著。JcGolS3不仅是miRNA的潜在作用核心,其新的SE型AS转录本JcGolS3β也表现出低温响应的动态积累,显示可在转录和转录后调控两个层面共同参与小桐子低温耐受性形成。转基因的功能验证显示JcGolS3α的过表达显著提高转基因烟草中的棉子糖含量,而JcGolS3β编码的“截断”蛋白可能以小干扰肽（si PEP）的形式在一定程度上阻断烟草自身的棉子糖合成。总地来说,本研究首先基于高通量转录组测序解析了可变剪接如何参与低温锻炼、进而提高小桐子耐冷性形成的分子机制,分别聚焦于转录调控、细胞自噬和糖代谢三条途径,获得了部分对耐冷性有重要作用的可变剪接基因资源,为利用内生机制进行小桐子的抗性遗传改良提供新的视角。