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红树林是重要的海洋生态系统，主要分布于热带和亚热带河口海湾潮间带，在防风消浪、护堤固岸、促淤固滩、净化水体、保护沿海湿地生物多样性等方面具有不可替代的重要作用。低温是影响红树植物分布和生长的主要环境因子之一。目前，国内关于红树植物对低温响应的研究多局限于形态结构和生理生化水平的变化特征，而从基因和蛋白水平上研究红树植物抗低温分子生态学机理的研究鲜有报道。本论文选取抗寒性最强的红树植物秋茄（Kandelia obovata）为研究对象，系统地研究秋茄对低温度响应与适应的生理生化特征及分子生态学机制。通过探讨秋茄各生理生化指标与抗寒性的关系，并应用转录组学、蛋白组学和生物信息学方法，研究差异基因和差异蛋白在秋茄响应低温胁迫过程中的表达情况和生物功能，以深入了解秋茄对低温响应与适应的分子机制，为红树植物北移引种、抗寒基因工程培育及可持续发展提供理论基础和技术支持。主要内容和研究成果如下: 1.通过分析低温胁迫下秋茄叶绿素(Chl)、脯氨酸(Pro)、可溶性糖、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)、抗坏血酸(AsA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的变化，发现秋茄对低温有较强的适应性。在低温胁迫早期，AsA、SOD、CAT和POD的增加极大地降低了活性氧(ROS)的积累、减轻了膜质过氧化伤害;此外，脯氨酸和可溶性蛋白的增加增强了细胞的透性，有助于减轻低温对秋茄的伤害，使得光合作用中叶绿素a的含量在胁迫早期明显增加。在胁迫后期，过氧化物积累增加，秋茄受到的伤害加重，后期POD、脯氨酸的持续增加可能是秋茄抵抗低温伤害的主要因素。 2.采用抑制消减杂交(SSH)技术筛选秋茄低温胁迫下的差异表达基因，建立冷耐受相关基因cDNA文库，获得了334个高质量的ESTs，生物信息学分析表明143个已被注释的ESTs主要具有代谢、细胞保护和防御、能量和光合作用等功能，并参与碳代谢、核糖体代谢、植物昼夜节律调节通路、TCA循环、细胞色素P450介导的外源物质代谢、PPAK信号通路及MAPK信号通路等多种。生物过程。此外，剩余的191个ESTs为已报道但功能未知的ESTs、没有显著性匹配以及未报道的新ESTs。 3.利用实时定量PCR（qRT-PCR）技术对8个冷耐受相关基因在低温胁迫下的差异表达进行分析，结果进一步验证了SSH文库的有效性。此外，这些基因在低温胁迫的表达存在明显的差异，这也预示了秋茄响应低温的调控机制的多样性与复杂性。 4.应用RACE技术克隆了5个秋茄冷胁迫相关基因的全长(包括KoHsp70、KoAqp、KoOsmotin、KoCIPK和KoWRKY)并进行生物信息学分析，这些基因编码的蛋白分别与其同家族蛋白具有很高的同源性和保守性;低温胁迫下的表达差异分析表明，这5个基因对低温均有不同程度的上调应答反应，其表达模式和功能不同，所在低温胁迫过程中参与的防御途径也不同，为加强秋茄抵御低温胁迫提供了重要的基础。 5.通过比较不同的蛋白提取方法，优化建立了一种适合秋茄叶片蛋白样品制备的Phe-B法。该方法获得的蛋白产量高、在双向电泳图上得到的蛋白点的数量多，拖尾和条纹少，适用于秋茄蛋白组学研究。 6.利用双向电泳和质谱技术，并结合生物信息学的方法，进行秋茄低温胁迫下的差异蛋白组学研究，成功鉴定了147个低温响应差异蛋白点。这些差异蛋白的丰度是动态变化的。生物信息学分析表明它们主要参与了光合作用、自由基清除、蛋白磷酸化、蛋白折叠和加工、基础代谢（包括能量代谢、糖代谢、氮代谢和硫代谢等）等一系列过程，它们共同作用，使秋茄在低温胁迫下建立新的平衡以适应低温胁迫;秋茄对低温胁迫应答机制是一个涉及多系统、多水平的综合过程。