哈密瓜是新疆地区的主产经济作物,因采收集时间集中,气温高,腐烂率较高,给瓜农造成巨大的损失。低温贮藏是降低哈密瓜贮运期损耗率的一个重要措施。但哈密瓜属于亚热带水果,对温度敏感,易发生冷害,降低了果实的商品价值。哈密瓜受到低温影响时,会自动启动部分与防御相关的蛋白,发挥作用,延缓冷害的发生。目的:本论文通过对不同贮藏温度下哈密瓜生理指标的测定,了解哈密瓜发生冷害的症状和酶活性的变化。另外,利用生物信息学对哈密瓜冷胁迫前后蛋白量的变化进行分析,推测差异表达蛋白与哈密瓜抗寒性之间的关系。为哈密瓜响应非生物胁迫的分子机制的研究提供基础,同时也为各种不同形式的哈密瓜贮藏方式提供理论依据。方法:利用IBT技术对蛋白质进行定量分析;利用生物信息学分析差异表达蛋白的种类、数量和功能,鉴定与防御相关的差异蛋白,较为深入的了解哈密瓜响应低温胁迫的应答机制;采用酶联免疫法,测定采后哈密瓜在不同温度下的脂肪酸去饱和酶(FAD)、脂氧合酶(LOX)和三磷酸腺苷酶(ATPase)的活性变化。结果与结论:(1)对哈密瓜生理生化指标的测定发现,3℃和0.5℃的低温条件下果实易遭受冷害,但果实维持较高的FAD、ATPase活性和低水平的LOX活性,果实品质较好。21℃未发生冷害,但果实失重率较大,腐烂率较高。(2)利用IBT技术对哈密瓜蛋白进行定量分析,在哈密瓜组织中共鉴定到5291个蛋白,对其进行GO注释,注释到49个GO-term上;与COG数据库比对,共有4582个蛋白获得注释,其中R类一般功能预测蛋白数量最多,与冷胁迫相关的信号转导机制和防御机制蛋白分别有314个和21个;另外发现109个未知功能蛋白,推测可能是新蛋白;与KEEG数据库比对,有4492个蛋白映射到134条通路上,其中蛋白富集最多的通路是代谢途径。(3)在冷胁迫的不同阶段,鉴定出的差异蛋白不同。以第0 d为对照,发现贮藏温度相同时,差异蛋白的数量随着贮藏时间的增大而上升,第24 d时,21℃鉴定出差异蛋白数目最多,共计940个差异蛋白,其中上调496个,下调444个,而0.5℃鉴定出的差异蛋白最少,上调138个,下调193个;其中表达差异倍数大的差异蛋白中与冷胁迫有关的蛋白有LRR类受体丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶FLS2、ATP依赖的锌金属蛋白酶FtsH、2型过氧化物酶、热激蛋白、60S核糖体蛋白L34、β-葡萄糖苷酶12等,发现一些未知蛋白,有未知蛋白LOC103492216、未知蛋白LOC103500944等;差异蛋白的聚类分析,共获得共有差异蛋白23个,这些蛋白主要涉及光合作用、能量代谢和胁迫响应等过程。(4)对各组差异蛋白进行GO显著富集分析,其中差异蛋白富集较多且共同参与的GO条目有碳水化合物结合、结构分子活性、细胞大分子复合物组装、光合作用、非生物刺激反应等;Pathway显著富集分析发现,差异蛋白富集数目较多的有代谢途径、次级代谢产物的合成、内质网蛋白加工、植物病原菌交互等,可能是参与这些通路的差异蛋白在哈密瓜响应低温胁迫时,发挥各自的功能作用,可能是正调控,也可能是负调控,有待进一步验证。