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香蕉对低温敏感，很容易发生冷害，冷害对香蕉的产量或果实的商品质量造成很大的影响。香蕉适宜的贮藏运输温度为11℃～13℃，低于11℃就发生冷害，严重影响香蕉果实的色、香、味和商品价值，造成极大的经济损失。因此，研究香蕉果实抗冷害的技术及其机理，具有重要理论价值和实践意义。 本文研究了外源NO对减轻香蕉果实冷害的作用，从分子生物学角度探讨了NO与渗透胁迫物质脯氨酸合成的关系，采用同源克隆和RACE的方法克隆香蕉脯氨酸合成关键基因(P5CS)的全长序列，进行了相关的生物信息学分析。在此基础上又利用染色体步移的方法克隆了该基因的启动子序列并对其进行了分析。采用实时定量qPCR方法分析了NO处理对不同时期P5CS基因的表达变化及其与脯氨酸合成的关系。主要研究结果如下： 1.筛选出外源NO减轻香蕉果实采后冷害的适宜方法。发现在特定条件下用一定浓度的NO供体硝普钠(SNP)溶液浸泡香蕉果实比气体NO熏蒸的效果更明显。NO熏蒸的处理方式实验重复性不稳定，操作繁琐。 2.筛选出SNP处理香蕉的最佳浓度是100μmol/L，在室温下浸泡果实2h，可显著减轻香蕉冷害症状，延迟冷害出现2天。NO处理降低了贮藏期间果实冷害指数及果实MDA的含量，减轻了细胞膜的脂质过氧化程度；提高了渗透调节物质脯氨酸的含量。 3.吡咯琳-5-羧酸合成酶基因(P5CS)是植物脯氨酸合成过程的关键基因。应用同源性克隆结合RACE技术获得香蕉P5CS基因cDNA全长序列为2495bp，命名为MuP5CS(GenBank登录号为：JN387126)。其中开放读码框为2139 bp，编码712个氨基酸。5’端非编码区105bp，3’端非编码区251bp，poly(A)上游有1个聚腺苷酸五碱基AATAA；含双功能域；其编码的蛋白分子量为77.1 ku，等电点为6.28。序列比对分析结果表明，P5CS基因的4个主要功能区(domain)中亮氨酸功能区(Leucine domain)相对不保守，其它功能区均较为保守。对17个物种的P5CS基因进行聚类分析，结果与公认的生物学分类及进化关系吻合。 4.采用qPCR定量检测不同贮藏时期香蕉果皮中P5CS的mRNA的表达，发现低温下NO能显著提高香蕉果皮P5CS基因的表达水平。该基因的表达与脯氨酸含量的变化基本一致，都有先升高后降低在升高的变化趋势。 5.为了探明P5CS基因转录调控机制，克隆了香蕉P5CS基因启动子，设计4条特异性引物，采用染色体步移、克隆测序以及序列比对分析，从香蕉基因组中扩增出一段长度为570 bp的香蕉P5CS基因的上游序列，其GC含量约为50％。经过生物信息学分析，确定了其转录起始位点及活性区域；发现在转录起始位点上游-30 bp处存在1个TATA-box，另外还发现了CAAT-box、F-box、Box4等转录起始因子，该序列还包含ABRE、Skn-1 motif和MBS等转录因子结合位点。上述试验结果表明，所克隆的570 bp的DNA序列是香蕉MuP5CS基因的启动子区序列。