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黄瓜（Cucumis sativus）原产于亚热带,是一种冷敏感性蔬菜,在不适宜的低温下贮藏极易发生冷害,从而影响黄瓜的货架期及品质。前人研究表明,外源MeJA和NO处理可减轻采后果蔬冷害的发生,但是这两种物质在诱导抗冷性中的作用及其相互关系尚不清楚。本论文研究了MeJA和NO对冷藏黄瓜抗氧化防御系统的影响及其与抗冷性的关系,并用异源表达方法对CsCAT3进行了功能分析,主要研究结果如下:1.将黄瓜贮藏于不同的温度,结果表明10℃是黄瓜的最适贮藏温度;5℃会使黄瓜发生冷害,且在5℃下贮藏时间越长,转到常温20℃后货架期最短。用0.1-10μmol·L-1的SNP和MeJA处理黄瓜,然后置于5℃贮藏。结果表明,1μmol·L-1的SNP、10μmol·L-1的MeJA处理诱导黄瓜抗冷性的效果较好。2.MeJA和SNP处理降低了丙二醛含量,减缓了O2·-产生速率,降低了H2O2含量,上调了CsCAT1和CsCAT3基因和CAT3蛋白表达,提高了CAT、SOD、PPO和PAL活性,表明Me JA和SNP激活了冷藏黄瓜的抗氧化防御系统,减少了自由基的积累,保护了黄瓜的生物膜系统。3.DPI+MeJA和DPI+SNP处理的黄瓜抗冷性与MeJA和SNP单独处理无显著差异,表明MeJA和NO诱导的抗冷性不需要过氧化氢参与。DPI单独处理的黄瓜抗冷性与MeJA和NO处理相当,表明抑制内源H2O2产生可提高黄瓜抗冷性。4.MeJA+cPTIO处理的黄瓜抗冷性弱于MeJA处理,SNP+SHAM处理的黄瓜抗冷性与SNP处理无显著差异,表明MeJA诱导黄瓜的抗冷性依赖于NO,而NO诱导的抗冷性不需要MeJA参与,推断在抗冷信号转导途径中,MeJA位于NO上游。5.MeJA+cPTIO处理后O2·-产生速率和H2O2含量高于MeJA处理,SNP+SHAM处理后O2·-产生速率和H2O2含量与SNP处理相当或比SNP略低。cPTIO+SHAM处理的O2·-产生速率和H2O2含量高于MeJA和SNP处理,表明MeJA抑制O2·-产生和H2O2含量依赖于NO的参与,也表明NO在抑制O2·-和H2O2含量中起着主要作用。MeJA+cPTIO处理的CAT、SOD、PPO、PAL活性低于MeJA处理,SNP+SHAM处理的上述酶活性高于SNP处理,cPTIO+SHAM处理的酶活性低于MeJA和SNP处理,表明MeJA提高这四个酶活性依赖于NO的参与,而NO提高酶活性不依赖于内源JA的参与,而且NO是提高黄瓜CAT、SOD、PPO、PAL活性必要的内源信号物质。MeJA与SNP处理与对照相比未稳定提高POD活性,MeJA+cPTIO与MeJA差异不大,SNP+SHAM处理总体高于SNP处理。cPTIO+SHAM低于其他处理,表明MeJA和SNP对低温贮藏黄瓜POD活性影响不明显,且POD活性高低与MeJA和SNP诱导的黄瓜抗冷性关系不大。6.利用转录组测序技术对MeJA、SNP处理24 h后的黄瓜组织基因表达情况进行分析,鉴定得到23248个基因,其中检测到4627个新转录本。MeJA处理诱导产生了425个差异表达基因,其中上调表达131个,下调表达294个:涉及氧化还原酶的有57个,31个上调表达;涉及氧化胁迫响应的基因有7个,全部上调表达。SNP处理诱导了330个差异表达基因,其中上调表达133个,下调表达197个:涉及氧化还原酶活性的有43个,其中28个上调表达;涉及氧化胁迫响应的基因有6个,全部上调表达。这表明,抗氧化防御系统在Me JA和NO诱导的抗冷性中起着重要作用。7.构建了CsCAT3超表达载体,成功导入拟南芥中异源表达,获得稳定遗传的转基因植株。与野生型拟南芥相比,在低温处理条件下,超表达CsCAT3的植株相对电导率较低、O2·-和H2O2的积累较少,细胞死亡的数量较少,表明转基因植株比野生型植株的细胞膜完整性更好,抗冷性更强。同时,转基因植株的CAT活性较高,AtCAT1、AtCAT2、AtCAT3基因表达较强。这进一步表明CsCAT3的表达和CAT酶活性的提高与黄瓜的抗冷性增强密切相关。综上所述,本研究表明,MeJA和NO激活冷藏黄瓜抗氧化防御系统与抗冷性的增强密切相关。在MeJA和NO参与的抗冷信号转到途径中,MeJA位于NO的上游,NO是必要的内源信号物质,MeJA依赖于NO起作用。