低温限制植物地理分布和生长季节,制约作物产量,是影响植物生长发育的关键环境因子。矮牵牛（Petunia hybrida）是重要的园林观赏植物,被喻为“世界花坛花卉之王”。但是矮牵牛不耐霜冻,在全国许多地区都难以露地越冬。因此研究矮牵牛耐寒性以及培育矮牵牛耐寒新品种,不仅可以扩大矮牵牛种植区域,更可以延长其观赏时间,对提高其园林应用价值具有重要意义。课题组前期通过分析低温胁迫矮牵牛基因表达谱,结合多个候选基因在不同非生物逆境胁迫下的表达模式,筛选出一个C2H2型锌指蛋白基因PhZFP1。该基因显著地,且特异地受到低温强烈诱导,但其如何响应低温的分子机制并不清楚。本研究在此基础上对PhZFP1基因进行功能鉴定及耐寒机理解析。主要结果如下:1、PhZFP1是典型的C2H2型锌指蛋白,包含两个C2H2锌指结构域,且每个锌指结构域都包含QALGGH的保守结构。PhZFP1定位于细胞核,该基因主要在矮牵牛的根,茎,叶等营养组织中表达。超量表达PhZFP1显著增强了转基因矮牵牛、番茄和拟南芥的耐寒性,而矮牵牛PhZFP1干涉植株则对低温更敏感。2、通过ROS组织化学染色检测H2O2和O2.-的积累情况,发现低温处理后,PhZFP1-OE株系相较于WT,染色程度更浅,染色面积更小;且PhZFP1-OE株系具有更高的SOD酶活性,以及更低的H2O2含量。而PhZFP1-RNAi转基因株系相较于WT,在低温胁迫下的ROS染色程度更深,染色面积更大,SOD酶活性更低,H2O2积累量更多。此外,低温处理后,PhZFP1-OE株系中PhMn-SOD和PhPrx4基因的表达量显著增加,而WT株系几乎没有变化。3、低温胁迫下,超量表达PhZFP1促进了多个胁迫响应基因的表达,如棉子糖合成路径相关基因PhGol S1-1,PhRS;且PhZFP1-OE株系中肌醇半乳糖苷和棉子糖的积累量显著高于WT和PhZFP1-RNAi转基因株系。进一步通过酵母单杂交（Y1H）、凝胶迁移（EMSA）、染色质免疫共沉淀定量PCR（Ch IP-q PCR）以及双荧光素酶报告（DLR）实验表明,PhZFP1能够结合PhGol S1-1的启动子序列,并激活其表达。此外,PhGol S1-1响应低温并且沉默表达PhGol S1-1导致矮牵牛耐寒性降低。4、酵母单杂交和双荧光素酶等实验结果表明,矮牵牛DREB1/CBF家族转录因子PhDREB1F,PhDREB1I能够结合PhZFP1启动子内的DRE core元件序列,并促进其转录。此外,在2℃处理条件下,PhDREB1F和PhDREB1I被快速诱导,分别在2 h和6 h达到表达峰值。PhDREB1F/1I-VIGS株系相较于空载对照植株对冷冻更加敏感,且VIGS株系中PhZFP1以及PhGol S1-1的转录水平显著被抑制。5、通过酵母双杂交文库筛选,获得PhZFP1互作蛋白PhRED。利用酵母双杂交（Y2H）、双分子荧光互补（Bi FC）以及荧光素酶酶活恢复法（LCI）等技术验证了这种互作关系。进一步研究发现PhZFP1与PhRED互作能够促进PhZFP1对靶基因PhGol S1-1的转录。此外,PhRED的组织表达谱分析表明,其在根中表达量最高,其次是茎和叶,在花和花芽中表达量较低,这种表达模式与PhZFP1基因的表达模式类似。综上所述,本研究解析了PhZFP1调控矮牵牛耐寒的的分子机理与生理机制:一方面,在低温胁迫下,PhDREB1F和PhDREB1I基因上调表达,其翻译产物PhDREB1F和PhDREB1I蛋白通过识别结合PhZFP1启动子内的DRE/CRT元件来激活PhZFP1的转录,PhZFP1蛋白进而促进其下游靶基因PhGol S1-1的表达,使植株积累更多的肌醇半乳糖苷和棉子糖,最终提高植物的耐寒性。并且,PhRED与PhZFP1的相互作用能够进一步促进PhGol S1-1的转录。另一方面,超量表达PhZFP1提高低温胁迫下抗氧化酶基因PhMn-SOD和PhPrx4转录水平,促进SOD酶活活性的增加,减少ROS（H2O2和O2.-）的积累,进而提高矮牵牛植株的耐寒性。