【摘 要】
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低温贮藏是维持果蔬采后品质的重要措施,但许多热带、亚热带果蔬在低温冷藏过程中易出现冷害现象,严重影响果蔬的采后品质。果蔬的冷应激是个复杂的过程,除研究较为清楚的C重复结合因子（CBF）途径,尚有大量抗冷因子的功能处于未知状态。本研究中以模式植物番茄为材料,分析低温预处理诱导番茄果实的冷应激反应对果实抗冷性的影响,并筛选冷应激反应过程中的关键抗冷因子,对其所编码蛋白的性质、结构以及功能进行预测,最后
【基金项目】
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国家自然基金委对本研究的资助（31772024）；
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低温贮藏是维持果蔬采后品质的重要措施,但许多热带、亚热带果蔬在低温冷藏过程中易出现冷害现象,严重影响果蔬的采后品质。果蔬的冷应激是个复杂的过程,除研究较为清楚的C重复结合因子（CBF）途径,尚有大量抗冷因子的功能处于未知状态。本研究中以模式植物番茄为材料,分析低温预处理诱导番茄果实的冷应激反应对果实抗冷性的影响,并筛选冷应激反应过程中的关键抗冷因子,对其所编码蛋白的性质、结构以及功能进行预测,最后通过病毒诱导基因沉默技术（VIGS）构建目标因子沉默的番茄果实对其在诱导番茄抗冷性方面进行初步验证,并利用CRISPR/Cas9（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats and associated Cas9 Protein）基因编辑技术构建了长链非编码RNA104647961（lnc RNA7961）敲除表达载体,以期为进一步深入研究其在番茄果实抗冷过程中的作用机制奠定基础。主要结果如下:（1）2℃诱导番茄果实冷应激反应的最佳处理时间为12 h。2℃低温预处理12 h能够降低果实的冷害指数与冷害发生率,增强果实的转色程度,抑制果实电导率和MDA含量的增加,提高抗氧化酶（SOD、POD、CAT、APX）活性,诱导抗冷基因（Sl ICE1、Sl ICEa、Sl CBF1、Sl COR）表达,增强果实的耐冷性。（2）利用转录组测序技术分析发现,经2℃低温预处理的番茄果实有6185条上调基因与6039条下调基因,显著注释到核糖体通路、转运以及蛋白质加工等代谢通路中,并筛选得到Sl WRKY45、Sl JRE2、Sl GST、Sl STPK、Sl ODD、lnc RNA4504以及lnc RNA7961共7个抗冷因子。（3）生物信息学分析预测表明Sl WRKY45为茉莉酸响应的转录因子、可调控乙烯的合成及热休克蛋白的表达;Sl JRE2作为茉莉酸信号途径的转录因子,可参与植物的抗性反应并调控乙烯的信号传导途径;Sl GST可参与谷胱甘肽代谢与激活生长素信号通路两个过程;Sl STPK作为植物蛋白激酶,除催化蛋白质磷酸化过程之外,还可与ATP结合参与防御反应过程;Sl ODD作为加氧酶的一种,可以与金属离子结合催化氧化还原过程。（4）利用VIGS技术在番茄果实中成功沉默Sl WRKY45、Sl JRE2、Sl STPK、Sl ODD、lnc RNA4504与lnc RNA7961,而且上述因子的沉默导致番茄果实冷害症状加重。此外我们成功构建了双靶点p YLCRISPR/Cas9-lnc RNA7961表达载体,为进一步构建lnc RNA7961敲除番茄材料提供基础。
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