植物在生长发育过程中,常受到多种非生物因素的胁迫,导致植物体内生理平衡失调产量下降,严重的会导致植株死亡。干旱胁迫是影响植物的最常见的非生物胁迫。全球变暖意味着干旱将更频繁地发生,这将严重影响药用植物的生产。柴胡是常见的大宗药材,具有免疫调节、抗炎、抗氧化和保肝作用。目前市场上的柴胡药材主要来源于大田种植,其需求量远高于产量,尤其是新冠疫情以来,需求量急剧增加。干旱胁迫是影响药材质量和产量的重要环境因素之一,也是制约柴胡大田种植的主要因素。幼苗是生长发育的关键 时期,北柴胡在幼苗时期对水分需求较为敏感。幼苗时期水分缺乏会导致幼苗植株矮小,甚至幼苗死亡,影响作物产量。虽然前期研究已经为北柴胡耐旱的分子和生理基础提供了实验基础,但关于幼苗期干旱胁迫下的根系和叶的转录组差异仍然很大程度上还没有被探索。目的:本研究中对干旱胁迫下的北柴胡幼苗的根和叶进行了生理生化指标测定和转录组测序分析,并从分子层面鉴定干旱胁迫响应下DEGs表达和代谢途径变化,以期为解析植物对干旱胁迫下耐受性生物学途径和机制研究提供理论依据。方法:使用干旱前后的柴胡幼苗作为研究对象,使用游标卡尺和分析天平测量北柴胡幼苗的长度和重量;使用紫外分光光度计测量叶片中叶绿素含量;SOD、POD和CAT分别采用氮蓝四唑法、愈创木酚法和紫外吸收法测定。使用TRIzol?Reagent提取北柴胡叶片和根的总RNA。基于Illumina-Hiseq 2500测序平台进行测序。结果:研究结果表明土壤含水量达到6.67%左右时,北柴胡幼苗开始出现叶片卷曲和萎蔫。干旱后叶绿素a、b和总叶绿素的含量分别增加了13.51%、15.09%和13.93%,叶绿素a/b的值下降。表明叶绿素b比叶绿素a对干旱胁迫更为敏感。在干旱胁迫条件下,根系中的可溶性糖的含量增加了 13.24%,叶片和根系的可溶性蛋白的含量分别减少了 26.72%和19.96%,叶片和根系中的游离脯氨酸的含量分别增加了 19.13%和67.58%。干旱后的叶片中SOD、POD和CAT的活性分别增加了 89.09%、32.99%和156.59%;而根系中SOD、POD和CAT的活性分别降低了 49.89%、7.20%和22.47%。转录组测序总共获得了 59.82 GB的Clean Data,并将unigenes与Nr、Swissprot、String、GO、KEGG和Pfam等6大数据库进行比对。在干旱胁迫下,分别在北柴胡的叶和根中鉴定出3,737和6,816个差异表达基因（DEG）;叶和根的DEG分别涉及了为37个和36个GO term,以及222个和253个KEGG途径。通过SSR分析,共鉴定出33728个位点,其中二核苷酸占比最大。干旱胁迫主要影响北柴胡叶片的光合作用和苯丙烷的生物合成以及根中的二萜合成和不饱和脂肪酸的合成。编码谷胱甘肽S-转移酶（GST）的DEGs的表达水平显著下调,表明GST基因的表达在防止植物受到氧化损伤方面可能起着关键作用。北柴胡幼苗通过上调编码共聚二磷酸合酶（CPS）的基因,增加萜类化合物的生物含量来应对干旱胁迫,大田种植中可通过适度的干旱胁迫可以促进北柴胡幼苗中萜类化合物的合成。结论:干旱胁迫条件下,北柴胡幼苗通过调整叶片和根系中的渗透调节物质含量和抗氧化酶活性的高低来对干旱胁迫做出应答。转录组测序表明活性氧和超氧自由基清除基因的表达水平在北柴胡中过表达,表明这些相关酶和激素在缓解干旱胁迫中的防御功能。