枇杷(Eriobotrya japonica L)为亚热带名特优水果,冷害已成为枇杷产业发展的限制因素和瓶颈,成为刻不容缓解决的问题。论文以枇杷为试验材料,采用人工降温的方法,通过扫描电镜、透射电镜、焦锑酸钾沉淀的电镜细胞化学、液相色谱、mRNA差异显示(mRNA differential display)和cDNA末端快速扩增(RACE)等技术和方法,对枇杷耐冷性进行了系统的研究。建立了以叶代果鉴别枇杷耐冷性的技术体系,丰富了枇杷耐冷机理的研究理论,为进一步研究枇杷耐冷的分子机制奠定了基础,并为培育耐冷新品种提供依据。主要研究结果概括如下:1.在借鉴植物耐冷性研究成果的基础上,研究发现叶厚度、角质层、表皮层、栅栏组织、海绵组织厚度在同一品种的不同样品间会出现的差异,但其栅栏组织与海绵组织厚度比、CTR、SR值具有相对的稳定和一致性。综合分析结果初步确立枇杷耐冷性强弱顺序为:栎叶枇杷、黄金块、乌躬白、早钟6号、太城4号、香钟11号。另外,耐冷性强的品种一般还具有以下特征:栅栏组织与海绵组织之间自由空间小,叶肉细胞排列紧密,叶脉维管束为闭合环状。2.通过测定不同枇杷叶片和果实的MDA和活性氧清除酶的活性变化,研究低温胁迫下枇杷叶片和果实相关生理指标与耐冷性的关系。发现低温胁迫的整个过程中,MDA含量随低温胁迫时间的延长持续增加,而其清除自由基的抗氧化酶类POD、SOD、CAT和APX,只在低温胁迫的初始阶段(-3℃胁迫1.5h内),表现活性上升。不同枇杷代谢活动的适应性变化有所不同,表现为耐冷性强的品种,在低温逆境中MDA含量变化较小,POD、SOD、CAT和APX4种活性氧清除酶的活性维持较高水平。3.以乌躬白、早钟6号2个品种和一个野生种——栎叶枇杷(Eriobotrya prinoides Rehd)为材料,测定IAA、GA3、Z和ABA4种内源激素的变化,探索不同耐冷性的枇杷与内源激素的相互关系。栎叶枇杷和早钟6号在低温胁迫初始阶段,IAA、GA3含量会有一个上升的阶段,之后表现下降,反应了休眠期间遇到较短时间的低温胁迫能通过自身调节保持较强的生理代谢能力,并未因低温而停止生长发育。ABA含量表现出双峰且第二次峰值出现时间与冻害发生时间大致相同,而早钟6号只有单峰,植物激素可能是一种类似Ca2+的作用机理起信号传导作用,但其相关的生理生化机理尚不能明确。4.以栎叶枇杷和早钟6号为试材,用焦锑酸钾沉淀的电镜细胞化学方法,观察低温胁迫下叶片细胞内Ca2+水平、移动特征和细胞超微结构的变化,并测定相关生理指标,阐明Ca2+在低温逆境下的作用机制。发现低温刺激下Ca2+会从细胞壁和液泡转移到细胞质,引起细胞质Ca2+浓度的增大,并发生汇聚,细胞质对Ca2+的缓冲能力的大小与耐冷性有关,同时适宜Ca2+含量能提高枇杷耐冷性。5.以耐冷性强的栎叶枇杷叶片为材料,利用mRNA差异显示和反向northern-blot技术相结合,获得3个与耐冷相关的阳性cDNA片段A1、C1和C2,A1序列与已知的蓖麻、拟南芥、荠菜和杨树的histone H4基因有80%以上的同源性。推测A1可能为histone H4基因(以下简称H4基因)。C1序列与已知的苹果、桃树的ATP-dependent Clp protease(ATP依赖的丝氨酸蛋白水解酶)最大同源性分别为91%和70%。推测C1可能为ATP-dependent Clp protease基因(以下简称Clp基因)。C2序列只有与杨树的一种未知蛋白有15%左右的相似性,因此,推测C2可能为新基因。利用RACE技术对(Clp和H4)两条基因的全长进行了克隆。对其生物学功能进行分析预测,为利用基因工程的技术手段培育耐冷性强的枇杷新品种奠定了基础。