土壤盐渍化是限制作物生长和生产力的主要环境因素,开发和利用盐渍化土壤十分必要,而耐盐种质的筛选及其耐盐机理的探究,对盐渍化土壤的开发利用具有重要意义。木薯（Manihot esculenta Crantz）,是大戟科（Euphorbiaceae）、木薯属（Manihot.）植物,其块根淀粉含量丰富,是工业淀粉、酒精加工的重要原料,且木薯适应性强、耐旱耐瘠薄,这为其在盐渍地上推广种植奠定了基础。本研究以28个木薯种质为实验材料,通过聚类分析、隶属函数分析、相关性分析等统计学方法,对28个木薯种质的农艺性状进行分析,从中筛选出9个典型种质（耐盐、中耐、盐敏感各3个）进行生理生化指标的测定,探讨木薯盐胁迫下生理变化特征,并进一步筛选出耐盐种质SC8,对其在盐胁迫不同时期的叶片进行转录组测序,分析木薯盐胁迫响应中的关键基因及代谢通路,探讨木薯盐胁迫的分子机制,具体研究结果如下:1.田间农艺性状分析通过对28个参试木薯种质的7个农艺性状的耐盐指数进行分析发现,相对株高、相对茎粗、相对叶片数、相对成活率、相对单株结薯率、相对单株产量、相对干物率的耐盐指数均小于1,说明在盐渍地下,7个农艺性状均受到盐胁迫的影响呈降低趋势。聚类分析将28个种质分为3大类,其中耐盐种质有6个,分别为罗勇90、F03P、泰国、SC124、罗勇9号、SC8,占供试材料的21.4%;中耐盐种质有13个,分别为桂热 3 号、CH16 抗寒、F274 抗寒、GR911、KU50、COL173、F297、Q10、2B、F200、F124抗寒、CH20抗寒、SC205,占供试材料的46.4%;盐敏感种质有9个,分别为F173①②、18R、27-6、11K、桂热 5 号、HB60、BRA755、BRA755-1、F128,占供试材料的32.2%。2.生理生化指标研究分析对9个典型种质（耐盐、中耐、盐敏感各3个）的1 1个生理生化指标进行分析发现,随着胁迫时间的增加,9个木薯种质的H2O2、O2-、相对电导率、CAT、脯氨酸含量均持续增加,POD含量先增加后降低再增加,相对含水量持续降低,叶绿素含量先增加后降低;丙二醛（MDA）含量在胁迫前期,部分种质出现应激反应,呈降低趋势,后期含量持续增加,SOD、可溶性糖含量在盐敏感种质中先增加后降低,在耐盐和中耐种质中呈持续上升趋势;隶属函数分析结果表明,9个种质的耐盐性排序为:SC8>F03P>罗勇9号>Q10>SC205>F297>桂热5号>27-6>BRA755-1:相关性结果表明:脯氨酸含量与平均隶属函数的相关性最大,相关系数绝对值为0.973,MDA、O2-与平均隶属函数间的相关性次之,相关系数绝对值分别为0.94、0.896,H2O2、SOD、相对含水量、POD、相对电导率、可溶性糖、叶绿素含量、CAT含量与平均隶属函数的相关系数绝对值分别为 0.884、0.873、0.848、0.845、0.812、0.694、0.633、-0.345,初步判定脯氨酸、MDA、O2-可以作为木薯耐盐性的参考指标。3.耐盐种质SC8盐胁迫转录组分析对耐盐种质SC8在盐处理Oh、12h、72h下的叶片进行建库测序,共建立9个cDNA文库,获得31.2G高质量碱基序列,Clean bases均在3.2G以上,Q20均在99.97%以上;在SC8₀ h-vs-SC8₁2 h中,差异表达基因数目有1591个,其中上调的基因有689个,下调的基因有902个,在SC8₀ h-vs-SC8₇2 h中,有5791个差异表达基因,其中上调的基因有2507,下调的基因有3284个,在SC8₁2 h-vs-SC8₇2 h中差异表达基因数量有5893个,其中上调3183个,下调2710个。对 SC8₀h-vs-SC8₁2h、SC8₀h-vs-SC8₇2h、SC8₁2h-vs-SC8₇2h 的差异表达基因进行GO 比较分析发现,三个时间点的GO富集条目存在差异,其中在SC8₀h-vs-SC8₁2h中所特有的条目是质膜组分,可能与SC8对盐胁迫的应激响应有关;仅在SC8₀h-vs-SC8₇2h中的特有条目是蛋白质折叠、呼吸爆发等,这些条目可能与SC8长期响应盐胁迫有关;仅在SC8₁2h-vs-SC8₇2h中所特有的条目是免疫应答反应、异构酶活性,这可能与保护SC8免受盐胁迫损伤有关。对 SC8₀h-vs-SC8₁2h、SC8₀h-vs-SC8₇2h、SC8₁2h-vs-SC8₇2h 的差异表达基因进行KEGG分析发现,植物激素信号转导、苯丙氨酸代谢、苯丙素生物合成、淀粉和蔗糖代谢、α-亚麻酸代谢在SC8₀h-vs-SC8₁2h、SC8₀h-vs-SC8₇2h中均显著富集,其中植物激素信号转导、苯丙氨酸代谢等途径已经被证明与植物抗逆有关。随着盐胁迫时间的增加,在SC8₀h-vs-SC8₁2h中没有显著富集,仅在SC8₀h-vs-SC8₇2h、SC8₁2h-vs-SC8₇2h中显著富集的通路有植物昼夜节律、光合作用-天线蛋白等,这些通路可能是SC8长期响应盐胁迫的重要代谢通路。利用Venn图分析差异表达基因（DEGs）在三个胁迫时间点的分布情况,结果显示,在 SC8₀h-vs-SC8₁2h、SC8₀h-vs-SC8₇2h、SC8₁2h-vs-SC8₇2h 特异表达的 DEGs 分别有 381、1288、1558 个,SC8₀h-vs-SC8₁2h、SC8₀h-vs-SC8₇2h、SC8₁2h-vs-SC8₇2h三个时间点两两重叠的DEGs分别有500、332、3625个,三个时间点共有的DEGs有378个,针对这378个DEGs进行趋势聚类分析,前四类的KEGG Pathway主要富集在苯丙氨酸代谢、植物激素信号转导、半胱氨酸和蛋氨酸代谢、植物昼夜节律等通路,而这些通路已经被证明与植物抗逆相关。我们从以上通路中鉴定出36个与抗逆相关的差异表达基因,主要包括热激蛋白（HSF）基因家族、WRKYs基因家族、ABA通路相关激酶CIPKs/SnRK、昼夜节律相关基因LHY、生长素调控基因SA UR、FLA/SOS、转录因子ERF/AP2等。4.qRT-PCR 验证通过荧光定量PCR来验证转录组数据的准确性。从三个时间点均差异表达的378个基因中筛选出12个基因进行荧光定量PCR验证,结果显示转录组数据中的基因表达量与荧光定量得到的相对表达量两者变化趋势相一致,说明测序结果可靠。