低温胁迫是限制喜温作物生长的非生物胁迫因子之一。番茄作为一种喜温蔬菜,对低温敏感,在我国北方早春与秋冬季节进行番茄生产时,低温胁迫会严重影响其产量和品质。本试验以低温耐受性不同的两个番茄品种(耐低温品种‘Mawa’和低温敏感品种’Moneymaker’)为试验材料,研究了多胺(PAs)代谢在响应低温驯化过程中的变化,以及与渗透调节物质和膜脂过氧化产物之间的关系；探讨了外源腐胺(Put)对番茄植株耐低温性的调控作用；分析了低温下多胺与一氧化氮(NO)二者之间的相互关系。旨在探讨多胺提高番茄低温耐受性的生理机制,丰富多胺提高番茄低温耐受性的理论基础,同时为生产应用提供指导。主要研究结果如下：1.为了研究多胺在番茄耐低温胁迫中的作用,测定了番茄在低温驯化过程中的多胺代谢,以及渗透调节物质和膜脂过氧化产物的变化。研究发现在低温驯化(处理温度分别为23/13℃、20/10℃、18/8℃、15/6℃(昼／夜),每个温度处理2天)处理8天的过程中,两个品种叶片中的Put含量有明显的累积,而且在耐低温品种‘Mawa’中的累积量大于在低温敏感型品种’Moneymaker’中的。两个品种番茄叶片中亚精胺(Spd)含量也有所增加,但不明显。而精胺(Spm)含量在‘Mawa’中的变化趋势没有明显的规律,在’Moneymaker’叶片中Spm含量与常温对照相比反而下降。2.在低温驯化过程中,两个品种的精氨酸脱羧酶(ADC)活性均有所提高,然而鸟氨酸脱羧酶(ODC)活性并没有明显的变化。此外,在低温驯化过程中,编码ADC和ODC的基因LeADC和LeODC的相对表达量在两个番茄品种中均在一定程度上被提高,但是编码ADC的另一个基因LeADCl的相对量没有明显变化。耐低温品种’Mawa’十片中的二胺氧化酶(DAO)活性、多胺氧化酶(PAO)活性、可溶性糖以及可溶性蛋白的含量在低温驯化过程中均高于低温敏感型品种’Moneymaker’.番茄叶片中多胺在低温驯化过程中的代谢变化能够影响到脯氨酸的含量。除了在Put累积量下降的一些处理时间点上,两个品种叶片丙二醛(MDA)含量在低温驯化中并没有明显的增加。由这些结果可以得出,在三种多胺中,Put可能作为一种保护性物质与番茄耐低温性的关系最为密切,其含量的变化主要取决于合成代谢中的ADC与分解代谢中的DAO。3.为了进一步验证腐胺在提高番茄耐低温胁迫中的作用,通过外源喷施Put及其合成抑制剂D-Arg,测定了二者对番茄幼苗生长,PSⅡ光化学效率(Fv/Fm),活性氧代谢,内源不同形态多胺含量的影响。结果表明：在8天的15℃/6℃(昼/夜)的低温条件下,低温能够明显抑制两个品种番茄的长势以及干鲜重的增加,而喷施1mM D-Arg会加剧低温的这种抑制作用,而在此基础上喷施1mM Put后,低温的这种抑制作用会被明显缓解。4.在低温胁迫下,在两个品种叶片中都可以明显观察到H202的积累,喷施1mMD-Arg使两个品种叶片中的H202进一步积累,尤其在低温敏感型品种’Moneymaker’中这一作用更加明显。喷施1mM Put后H202的积累明显减少。低温处理过程中,Put能够提高两个番茄品种叶片Fv/Fm以及减少MDA的含量。5.尽管在低温胁迫下,两个番茄品种的抗氧化酶、AsA-GSH循环相关的酶和成分变化不尽相同,但1mM D-Arg处理均降低了酶活性及抗氧化物质的含量,而且通过施加1mM Put可以逆转这一作用效果。在低温处理过程中,内源游离态和结合态多胺含量在两个番茄品种叶片中都有所增加。1mM D-Arg处理能够抑制其的增长,而外源喷施1mM Put能够进一步增强低温下两个品种叶片中多胺含量。由上述结果可以得出,Put能够通过增加Fv/Fm,提高番茄抗氧化系统的效率,降低ROS产生,降低膜脂过氧化程度,提高低温胁迫下番茄幼苗内源游离态与结合态多胺含量,来缓解低温胁迫对番茄幼苗所造成的伤害。6.多胺还能够通过诱导其他调节物质来提高植物的耐低温性(如NO),为了研究多胺对NO的诱导作用进行了一系列相关指标的测定,研究发现：低温(4℃)处理过程中,外源喷施1mM Spd和Spm能够增加番茄品种’Moneymaker’叶片中NO的含量,而外源喷施1mM Put对叶片中NO的含量无明显影响。在低温恢复(25℃)过程中,三种多胺预处理下的NO含量与对照相比无明显变化。7.低温处理下,外源喷施1mM Spd和 1mM Spm能够增加硝酸还原酶(NR)和一氧化氮合酶州OS)的活性,而Put对两者活性无影响,在恢复过程中,与对照相比,三种多胺预处理下的NR和NOS的活性无明显变化。LeNR与LeNOS1是分别编码NR和NOS的基因。在低温条件下,与清水对照相比,外源喷施1mM Spd和Spm均能够提高LeNR的相对表达量,对LeNOS1的相对表达量无显著影响。Put在低温以及恢复过程中均没有提高LeNR和LeNOS1的的相对表达量。8.1mM Spd 和 Spm预处理能够提高低温处理下番茄叶片中H202的含量,而Put预处理并没有这种效果,在恢复过程中,与对照相比,三种多胺预处理下的H202含量均无变化。1mM Spd和 Spm预处理能够提高低温处理下番茄叶片中DAO的活性,Spm预处理能够提高低温处理下番茄叶片中PAO的活性。如果在施加多胺之前喷施CAT,可以抑制Spd和Spm在低温下对NO的诱导作用。由上述结果可以得出：在低温条件下,Spd和Spm预处理能够提高番茄叶片中NO的含量,而Put无此作用。这种对NO的诱导作用可能是通过提高NR与NOS活性来实现的。此外,Spd和Spm预处理能够分别通过提高DAO与PAO的活性来诱导H2O2的生成,而所诱导的H2O2可能作为一种土游信号物质来促进NO的生成。9.为了研究NO对番茄多胺含量的影响,利用NO供体,硝普钠(SNP)对番茄幼苗进行外源喷施,测定番茄叶片中多胺含量。发现低温(4℃)处理过程中,外源喷施1mMNO能够提高番茄叶片中Put和Spd的含量,且Put含量先增加(在低温处理的12h)然后Spd含量开始增加(在低温处理的24h)。在低温恢复的24h时NO依然能够提高叶片中Put和Spd的含量。外源喷施NO在低温处理以及低温恢复后均不能提高叶片中Spm含量。由此可以得出,在低温处理以及恢复阶段NO均能够提高PAs中Put和Spd含量,这有可能是因为NO能够直接可以诱导Put和Spd含量的增加：或者,NO只诱导Put含量的增加,而Put作为一种二胺,其含量增加后能够向作为三胺的Spd进行转化。