低温作为一种重要的环境因子,对植物的生长、发育、代谢和地理分布有重要的影响。为了应对低温造成的不利影响,植物进化出复杂的机制来抵抗胁迫。近年来的研究发现油菜素内酯（BR）参与了植物的低温适应,低温可诱导BR相关的转录因子BZR1去磷酸化而影响基因表达,从而提高植物的抗冻能力。然而,低温调节BZR1转录活性的机理仍未清楚,BZR1在低温下的生物学功能仍有待深入研究。本研究使用生理生化、遗传学和生物信息学等方法对上述问题进行了探讨。论文获得的研究结果如下:1、Western blot分析发现,低温可诱导野生型Col-0和BR相关突变体cpd、bri1-116和bin2-1中BZR1积累和去磷酸化。进一步研究发现,以Col-0和bri1-116为背景的35S:BZR1-YFP转基因植物中BZR1去磷酸化也受到冷诱导。这些结果表明低温可诱导BZR1去磷酸化,此作用不依赖BR的合成及细胞对BR信号的感知。2、CHIP-q PCR和q PCR分析显示,低温可促进Col-0和bri1-116中BZR1与其靶基因启动子区结合并调控它们的表达。比较Col-0冷调节转录组、BZR1结合基因以及受bzr1-D调节的基因发现,其中60%受bzr1-D影响的BZR1靶基因受到冷调节。结合Col-0、bri1-116和bin2-1冷调节转录组以及BZR1结合基因（BZR1-targeted genes）分析发现,接近82%受冷调节的BZR1靶基因不依赖BR信号。这些结果表明,低温可激活BZR1转录因子活性,进而调控BZR1靶基因的表达,且该过程不依赖BR感知。3、抗冻实验分析发现,BR合成突变体dwf4和受体突变体bri1-116表现出比野生型更强的组成型抗冻能力,而BR信号负调控因子BIN2的功能获得突变体bin2-1表现出对冻害敏感表型。此外,bzr1-D可恢复bin2-1/bzr1-D组成型抗冻能力,而bri1-116/bzr1-D却表现出对冻害更加敏感的表型,表明调控BR相关突变体的组成型抗冻能力存在着依赖和不依赖BZR1的方式。冷驯化条件下,dwf4、bri1-116和bin2-1表现出对冻害敏感表型,而bzr1-D可部分恢复bri1-116以及完全恢复bin2-1的抗冻表型,表明调控BR相关突变体的冷驯化抗冻能力依赖于BZR1。4、表型观察发现,低温可提高BR合成缺陷突变体dwf4和受体突变体bri1-116的相对生长率。q PCR分析显示低温可抑制与生长相关的BZR1靶基因PRE1、SAUR15和IAA19的表达,但低温对Col-0中PRE1、SAUR15和IAA19的表达抑制比bri1-116和dwf4更加显著。转录组分析发现,SAURs基因家族（生长素上调、与植物生长相关）的很多成员是BZR1的靶基因或受bzr1-D的调节,它们的表达受BR诱导,却受低温抑制。为探讨SUARs在植物低温响应中的作用,本研究构建了SAUR6、SAUR14和SAUR16等基因的过表达载体并获得了过表达拟南芥株系。生长表型观察发现,过表达这些SAURs基因可促进常温下植物的生长。此外,由RD29A启动子驱动的低温诱导SAUR6、SAUR14和SAUR16的表达可促进低温条件下拟南芥的生长。抗冻表型分析发现,过表达SAUR16基因可和由RD29A启动子驱动的低温诱导SAUR16的表达均可使野生型和BR突变体表现出对冻害敏感的表型。这些结果揭示了低温诱导激活BZR1,并直接或间接地抑制生长相关基因的表达,从而平衡植物的生长和抗冻性。近年来的研究表明BR及其相关的转录因子BZR1参与了植物的低温响应,本论文的研究结果证实了这些结果。更重要的是,本论文的结果发现BZR1在植物低温响应中的作用可通过不依赖BR的方式进行,而低温激活BZR1对部分基因（如SAURs）的表达调节作用与BR的作用完全相反。本论文的研究结果有助于揭示BR及其信号途径在植物低温响应中的复杂作用,对深入探讨植物抗冻与低温生长机理具有重要的作用。