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香蕉（Musa spp.）是热带亚热带地区重要的水果及粮食作物,喜温忌寒,极易受到低温的伤害。植物细胞壁是植物抵御逆境的第一道防线,研究表明果胶、细胞壁结构蛋白等细胞壁成分与植物的抗寒性密切相关。关于半纤维素与植物抗寒关系的研究多是在果实贮藏中,发现低温贮藏过程中果实细胞壁半纤维素含量发生变化,而未研究相关基因的表达及其功能。据此,本研究在获得冷敏感品种‘巴西蕉’（Musa spp.AAA）低温胁迫响应数字基因表达谱（Digital gene expression profiling,DGE）的基础上,分别以人工低温处理的冷敏感的‘巴西蕉’（Musa spp.AAA）和耐冷的‘东莞大蕉’（Musa spp.ABB）为材料,分析比较二者在冷响应生理指标、半纤维素含量及半纤维素代谢相关酶基因表达等方面的差异响应,并采用免疫荧光的方法比较分析了不同结构类型的半纤维素的时空分布与含量差异变化,以探明与香蕉抗寒性相关的半纤维素代谢相关酶基因及不同结构类型的半纤维素,为进一步分析半纤维素代谢在植物抗冷过程中的生物学功能奠定基础。主要研究结果如下:1.DGE测序分析:16℃低温引起1933个基因差异表达,上、下调的基因分别为978、955个,10℃低温胁迫引起1267个基因差异表达,上、下调的基因分别为724、543个;其中甘露聚糖合成酶基因等40个与半纤维素代谢相关基因在低温胁迫下发生差异表达;基因本体论数据库（Gene ontology,GO）注释发现,上调差异表达基因（Differentially expressed genes,DEGs）显著富集到61条GO条目中,下调DEGs显著富集到22个GO条目中,其中包括糖类的合成及降解过程相关条目;京都基因与基因组百科全书（Kyto encyclopedia of genes and geneomes,KEGG）分析发现,所有DEGs能注释到的KEGG通路共有114条,其中包括碳固定、淀粉和蔗糖代谢等共12条显著富集的KEGG通路。2.冷害相关生理指标:低温胁迫下,‘巴西蕉’及‘东莞大蕉’相对电导率及叶片伤害率均表现上升,‘巴西蕉’的高于‘东莞大蕉’的;当温度降至10℃后,叶片相对含水量下降,‘东莞大蕉’的大于‘巴西蕉’的。3.低温胁迫下,冷敏感的‘巴西蕉’叶片中半纤维素含量的变化趋势与耐冷的‘东莞大蕉’截然不同。‘巴西蕉’叶片中半纤维素含量随着温度的降低逐渐减少,16℃降至10℃的过程中,减少达到显著差异,‘东莞大蕉’叶片中半纤维素含量随着温度的降低先迅速升高后降低。4.低温胁迫下半纤维素代谢相关基因表达量的变化:DGE分析结果表明‘巴西蕉’中有11个半纤维素生物合成相关基因差异表达,29个半纤维素降解相关基因差异表达。qPCR检测了其中7个代谢相关基因在‘巴西蕉’及‘东莞大蕉’中的差异表达,结果表明,低温胁迫下,甘露聚糖合成酶（GSMUAAchr11G09120001）基因在‘东莞大蕉’中的表达量显著高于‘巴西蕉’的;UDP-葡糖基转移酶（GSMUAAchrUnrandomG25760001）基因在冷敏感的‘巴西蕉’中的表达量随着温度的降低而下降,在‘东莞大蕉’中表现相反的趋势。说明这2个基因可能与香蕉的抗寒性密切相关。5.不同类型半纤维素成份对低温胁迫的响应:低温条件下,LM6和CCRC-M126两个抗体所识别的抗原在耐冷的‘东莞大蕉’中的含量高于冷敏感的‘巴西蕉’中的含量,表明它们可能与香蕉的抗寒性相关。低温下,抗体CCRC-M107、CCRC-M126和CCRC-M131识别的抗原在两个品种中均表现上升。抗体CCRC-M26、CCRC-M104和LM21识别的抗原在低温下未发生明显变化。