蓖麻是十大油料作物之一,起源于热带,对低温敏感。通辽地区蓖麻早春播种易受低温侵害,导致出苗不齐,进而降低其产量。因此挖掘蓖麻抗冷基因对选育蓖麻抗冷新种质具有现实意义。笔者首次发现蓖麻种子萌发吸胀早期(12 h)遭受低温(4 ℃)显著降低了种子萌发率与初生根的生长速率。因此以优良蓖麻品系通蓖5号为材料,采用iTRAQ定量蛋白质组学方法比较冷处理前后种子吸胀早期蛋白质丰度变化情况,实验共鉴定到127个差异积累蛋白(DAPS),这些蛋白主要参与碳和能量代谢、翻译和翻译后修饰、逆境响应、信号转导等。酶联免疫吸附法结果表明该蛋白质组数据真实可靠。基于蛋白质组数据与生理指标测定,笔者提出了冷胁迫下蓖麻种子吸水早期的冷适应模型:(1)所有参与翻译过程DAPS的上调积累可能通过促进蛋白质合成从而提高种子的抗冷性;(2)逆境蛋白的上调积累可能保护细胞免受冷胁迫的损伤;(3)脂肪酸生物合成关键蛋白的上调积累可能通过增加不饱和脂肪酸的含量提高种子的抗冷性。该项目原始数据已上传于公共数据库ProteomeXchange(识别号:PXD010043)。为了提高候选基因的准确性,笔者结合了基因组、转录组、蛋白质组从不同层面克隆了一系列抗冷相关基因如RcSEC14p、RcTIPs、RcPIPs、RcHSFs、RcGPXs等,并对其进行详细的生信和表达模式分析。尽管蓖麻基因组已经测序,但是其组装、注释等信息并不完整,因此克隆完整的CDS至关重要。此外,蓖麻许多基因家族包括多个成员,其在结构、进化以及对非生物胁迫的响应尚不清楚。因此,对基因家族成员的分析有助于重要抗冷基因的候选。本著作为蓖麻抗冷育种提供明确的基因资源。