低温胁迫作为重要的非生物胁迫之一,不仅影响植物的生长发育还会给农业生产造成重大损失。春化现象表明,植物对低温处理具有记忆效应;然而,植物其他低温胁迫响应“记忆”的有无、规律、机制等仍不清楚。为此,我们研究了拟南芥抗冻性、渗透调节物质、CBF途径和生长发育对低温胁迫的响应和记忆效应,探讨了低温刺激时长、重复刺激间隔和植株发育阶段对可能记忆的影响。主要研究方法和研究结果如下:1.采用生长期为19 d和25 d的拟南芥Col-0野生型和CBFs基因的三突cbf123两种材料,设置两种低温处理方式:（1）不同时长低温处理:24 h、48 h、72 h三种时长;（2）重复刺激低温处理:总时长72 h,分别间隔0 h、24 h、48h;通过比较处理结束时和恢复一周后（生长发育延长至开花结实）的指标分析记忆效应。2.不同时长冷驯化（低温处理）后,立即分析抗冻性,发现拟南芥抗冻性随着冷驯化时长的增加而提高,但是冷驯化结束一周后,拟南芥的抗冻性在冷驯化植株与非驯化植株之间无显著差别;重复刺激冷驯化后,立即分析抗冻性,发现连续冷驯化72 h（72h-g0h）的拟南芥抗冻性最强,但冷驯化结束一周后,拟南芥的抗冻性在非驯化植株和冷驯化植株之间无差异;且19 d和25 d两发育阶段的植株抗冻性也没有差异。与此同时,cbf123抗冻性较Col-0弱,但在抗冻性“记忆”方面与野生型相似。3.不同时长低温处理后,立即分析抗冻相关基因的表达,发现拟南芥中CBF1、CBF2、CBF3、COR15A基因的表达量均随着低温处理时长的增加而升高,且两发育阶段的基因表达量的趋势没有差异;重复刺激低温处理下,间隔刺激会使生长期25 d的拟南芥中CBF1、CBF2、CBF3的表达量相较于连续低温处理72h和常温显著增高,但在生长期19 d的植株中没有显示这一结果。另外,COR15A基因表达量在72h-g0h中最高,COR78基因表达量在72h-g24h中最高,且都与生长期无关。4.研究了包括总糖、果糖、蔗糖等可溶性糖以及脯氨酸和可溶性蛋白在内的渗透物质对低温的响应与“记忆”效应。不同时长低温处理后,立即分析拟南芥渗透物质含量,发现总糖、果糖和脯氨酸含量表现出随着低温处理时长的增加而增加,低温处理结束一周后,拟南芥各渗透物质含量在低温处理与常温之间均无差异;重复刺激低温处理后立即分析渗透物质含量,发现只有果糖含量表现出在间隔24 h（72h-g24h）和间隔48 h（72h-g24h）中最高,而低温处理结束一周后,拟南芥各渗透物质含量在低温处理与常温之间均无差异。与此同时,两种方式低温处理后立即取样的植株,其总糖、果糖、蔗糖在生长期25 d植株中的整体含量高于19 d的,但生长期19 d植株的脯氨酸含量整体上高于生长期25 d的。且以上所述渗透物质在Col-0和cbf123两种基因型材料中无显著差异。5.研究了植株干鲜重、抽薹期、开花期以及单株果荚数和单株果荚种子数对低温的响应与“记忆”效应。不同时长低温处理下,发现拟南芥的抽薹期和开花期表现出随着低温处理时长的增加而提前;重复刺激低温处理下,间隔24 h或48 h的低温刺激使拟南芥的单株果荚数、抽薹期和开花期与72h-g0h及常温相比都增加或提前了。同时,两种低温处理方式下生长期19 d植株的抽薹期和开花期较25 d的更为提前,但两生长期的其他生长表型显示出无差异,且各生长表型在Col-0和cbf123两种基因型材料中无显著差异。本论文研究表明,低温刺激时长、重复刺激方式和植物发育期对拟南芥的抗冻性、基因表达、渗透调节、生长发育等均有不同的影响,但是,对前期低温刺激较长效（大于7天）的“记忆”效应仅存在于抽薹、开花、果荚形成等生长发育相关过程,冷驯化引起的抗冻性、渗透调节等变化不存在或仅有短暂的记忆现象,同时表明CBFs与低温胁迫“记忆”无关。本论文明确了拟南芥低温记忆效应现象存在的范围和潜在的规律,为低温植物学相关理论和应用研究提供了重要的实验依据。