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低温是限制农作物地理分布和生长发育的环境因子之一,研究作物抗寒机理,对培育抗寒作物新品种,促进农业生产有重要的价值。白菜型冬油菜（Brassica rapa L.,AA）为西北地区唯一的冬季油料作物,适应寒旱环境,含有丰富的抗寒基因。本研究以白菜型冬油菜强抗寒品种陇油7号和弱抗寒品种天油4号为研究材料,低温胁迫下,通过叶片组织结构观察、生理生化指标分析、蛋白组学和microRNA测序分析以及PsbR基因克隆,从生理、蛋白和RNA水平研究白菜型冬油菜抗寒生理基础及分子机理,主要研究结果如下:1.白菜型冬油菜对低温胁迫的生理生化响应叶片气孔和组织结构观察发现,低温条件下冬油菜叶片气孔密度、气孔面积、气孔周长、栅栏组织和海绵组织厚度均变小,叶片变薄,细胞间隙变大,而强抗寒品种陇油7号的气孔和组织结构变化较弱抗寒品种天油4号更明显;光合生理分析发现,低温条件下,陇油7号叶片Pn、Fv/Fm、Fv/Fo、PI、叶绿素荧光诱导动力学曲线O-J-I-P的Fo（O相）、Fk（K相）、Fj（J相）、Fm（P相）以及荧光参数Fo-k、Fk-j、Fi-P和Fj-i均较天油4号明显降低;进一步生理生化研究发现,低温胁迫后,陇油7号可溶性蛋白含量和CAT酶活性均低于天油4号,而其MDA含量高于天油4号;结合光合指标的变化趋势,说明陇油7号叶片细胞膜系统和PSII受损以及光抑制程度均较天油4号严重,其地上部表现较强的低温敏感性。根部生理生化指标分析发现,低温胁迫后,陇油7号根中EL明显小于天油4号,而其根中可溶性蛋白和可溶性糖含量以及SOD酶活性均明显高于天油4号,说明根中可溶性蛋白和可溶糖的积累以及较强SOD酶活性增强白菜型冬油菜低温耐受性。低温条件下,陇油7号叶中IAA、ZR、ABA含量、（IAA+ZR+GA3）/ABA值和总多酚含量均较天油4号低,而根中ABA和总多酚含量均较天油4号高。相关性分析表明越冬率与冬油菜内源激素IAA、ZR和GA3含量呈负相关,而与根中ABA和总多酚含量呈正相关,说明ABA和总多酚含量对冬油菜的低温耐受力非常重要。2.白菜型冬油菜低温诱导的蛋白组学分析通过iTRAQ测序分析,从-4℃低温胁迫的陇油7号和天油4号叶中鉴定出142个差异富集蛋白（DAPs）,其中29个DAPs丰度上调,113个DAPs丰度下调,这些DAPs参与了10个代谢通路;从根中鉴定出70个DAPs丰度上调和104个DAPs丰度下调,这些DAPs参与了8个代谢通路。功能分析得出,白菜型冬油菜叶片通过减弱TCA循环和PPP途径,降低乙醛酸盐和二羧酸盐的能量代谢,削弱光合作用,平衡叶中糖类物质的含量来适应低温逆境;而冬油菜根通过蛋白质合成、根细胞壁变厚、根细胞木质化程度增加、降低根中能量代谢（磷酸戊糖途径和氧化磷酸化）、抑制糖消耗、削弱碳水化合物代谢、使可溶性糖积累来响应低温逆境。3.白菜型冬油菜低温胁迫响应的microRNAs分析采用高通量测序技术从低温胁迫的陇油7号和天油4号叶中鉴定出2个保守的差异表达miRNAs（miR166e-3p和miR166h-3p）,根中鉴定出4个保守的差异表达miRNAs（miR166e-3p,miR319e-1,miR319a,miR319-2）,这些保守的miRNAs均属于miR166和miR319家族;另外,从根中鉴定出4个新的miRNAs（Bra-Novel-m3153-5p,Bra-Novel-m0894-3p,Bra-Novel-m3936-5p,Bra-Novel-m0040-3p）,推测miR166、miR319和新的miRNAs在白菜型冬油菜响应低温胁迫中发挥重要作用。miRNA靶基因预测和功能分析发现,miR319的靶基因TCP4和MYB104参与次生细胞壁合成,推测miR319及其靶基因可能调控冬油菜根部次生细胞壁合成而响应低温胁迫。4.白菜型冬油菜PsbR基因的克隆及低温胁迫下表达分析采用DDRT-PCR和5′RACE技术从陇油7号叶中克隆到PsbR（Photosystem II subunit R）基因,该基因全长为570 bp,编码包含417 bp的一个完整开放阅读框ORF（Open reading frame）,其编码138个氨基酸,该基因编码的蛋白属于PsbR超家族,与甘蓝、山嵛菜和芥菜型油菜的PsbR蛋白具有较近的亲缘关系。实时荧光定量PCR分析发现,低温胁迫后,PsbR相对表达量下降,说明低温抑制PsbR基因的表达。结合低温胁迫后陇油7号Pn和Fv/Fm降低的趋势,推测陇油7号通过下调PsbR在低温条件下的表达来调控光合系统,使其Pn和Fv/Fm下降,增强光抑制程度来响应低温胁迫。