低温是细菌生存面临的一种主要环境胁迫因素.细菌急性暴露于低温环境时,会产生一系列的冷激反应,同时大量诱导合成一类小分子蛋白质家族统称为冷激蛋白.耐辐射异常球菌(Deinococcus radiodurans)能生存于多种极端环境,但其冷胁迫的应答反应尚不清楚.本研究以耐辐射异常球菌作为研究对象,利用RNA-Seq技术测定正常和冷激条件下菌株的转录组,并用实时定量PCR验证,进一步测定其相关生理生化表型,揭示耐辐射异常球菌冷激胁迫应答反应的过程.研究结果显示,耐辐射异常球菌冷激胁迫4h后开始大量积累冷激蛋白Csp,具备冷激反应的基本特征.利用转录组学方法开展了该菌在正常条件和冷胁迫条件下(15℃,4h)的冷激胁迫反应分析.结果表明,冷胁迫导致199个基因表达上调,642个基因表达下调,其中包括了低温信号感应,传递和应答的过程所涉及的代谢通路.其冷激反应的基本特征如下：1)DNA旋转酶基因gryB上调了2.1倍,UvrABC途径相关基因均上调1.8倍以上,有效防止低温对细胞核酸构象的破坏；2)过氧化氢酶基因katA上调了16倍,防止低温产生的氧自由基对蛋白造成的损伤；3)细胞膜S层结构基因均上调2倍以上,帮助维持低温下细胞膜的结构.根据以上结果,绘制了耐辐射异常球菌冷激反应调节图.研究表明,大肠杆菌冷激反应会对DNA、蛋白及细胞膜进行保护,耐辐射异常球菌除这些特征外,还在抗氧化和渗透保护物质转运等方面进行了应答.