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镉（Cd）是对生物毒性最大的重金属之一,Cd污染不仅影响玉米等粮食作物产量和品质,而且通过食物链的积累直接威胁人体健康,因此揭示研究玉米等粮食作物Cd胁迫响应机制具有重要的现实意义。本研究以玉米Cd耐性自交系B73和Cd敏感自交系Mo17为试验材料,通过链特异性转录组测序（ssRNA-Seq）技术及生物信息学分析方法,获得Cd胁迫下差异表达的长链非编码RNA（long noncoding RNA,lncRNA）及其靶向的差异表达mRNA,并结合形态指标和生理指标的测定,根据耐性材料间在不同时期转录水平的变化差异,分析了差异基因的功能以及所在代谢通路,初步探析了lncRNA可能参与调控镉胁迫响应的分子机制,为玉米耐镉机制的研究提供了新的思路与方向。主要研究结果如下:1.在重金属Cd胁迫下,玉米B73和Mo17的生长受到一定程度的影响,且两基因型间存在差异。通过比较两基因型地下部（根）和地上部长度、鲜重、干重和含水量,发现Mo17更易受到Cd胁迫的影响,Mo17地上部株高的生长高于根的伸长,而B73无显著变化。相较于B73,Mo17地上部的含水量较低,具有较低的鲜重比和干重比,但是Cd处理后的总含水量差异不显著。2.通过测定根系AAO、APX、PPO、CAT、POD和SOD的活力,比较B73与Mo17在Cd处理下的生理差异。研究发现B73的AAO活力在Cd胁迫下显著上升,Mo17则无显著变化,在Cd处理24 h和48 h后,B73的AAO活力显著高于Mo17;B73的APX活力整体高于Mo17的APX活力;B73在Cd处理12 h和24 h后的PPO活力更高;B73的CAT活力在Cd处理间更加稳定,Mo17的CAT活力在Cd处理12h后显著增强,然后迅速下降,在24 h和48 h后CAT活力显著低于B73;Mo17在Cd处理后POD活力显著降低,在Cd处理24 h和48 h后,B73的POD活力显著高于Mo17;B73的SOD活力在Cd处理后无明显差异,而Mo17在Cd胁迫处理24 h和48 h后显著降低;这些结果表明Mo17易受Cd胁迫的影响,降低了抵御毒害的抗氧化酶的活力,B73在Cd胁迫中酶活性较为稳定,通过提高酶活力或减缓酶活力的下降维持系统平衡。3.提取B73和Mo17在200 mg/L Cd处理0 h、12 h、24 h和48 h的根系RNA,通过ssRNA-Seq技术及生物信息学分析方法对玉米根系中的lncRNA进行测序鉴定与分析。测序的24个样本Clean Data均达到12.00 Gb,Q30碱基百分比均在85%以上。分别将各样品的Clean Reads比对到参考基因组（B73＿Ref Gen＿v4）上,比对注释结果共获得39,323个已知基因,基于比对结果,检测到大量的可变剪接事件和SNP位点,并对1,061个基因结构进行了优化,发掘到新基因7,152个,其中5,642个得到功能注释。差异表达分析共获得19,513个差异表达基因,其中B73各组共获得10,149个差异表达基因,Mo17各组中共获得1,1303个差异表达基因,两基因型间共具有6,124个相同的差异表达基因。通过对转录本特征和编码潜力进行筛选,共鉴定到7,038个高置信度lncRNA,其中有83.4%（5,869）为lincRNA。1号染色上的lncRNA数量最多（14.02%）,其次是2号染色体（11.44%）。对lncRNA的亚细胞定位情况进行预测,结果显示lncRNA主要定位在细胞核（53.57%）和胞浆（40.35%）,胞质溶胶中最少（0.5%）。通过对lncRNA与mRNA的的长度、exon个数、ORF等进行比较,结果显示两者之间存在明显差异,lncRNA的长度远短于mRNA,exon个数大多只有2个,ORF长度大多在50-100之间,lncRNA中也存在1个或多个可变剪切异构体,但大多数只有1个。基于lncRNA与mRNA的位置关系及碱基互补配对的特性,预测结果发现6,416个（91.1%）lncRNA共与16,480个mRNA具有顺式靶向作用,3,819个（54.2%）lncRNA共具有11,017个trans靶基因。差异表达分析结果共获得2,839个差异表达的lncRNA。B73各组共获得168个差异表达lncRNA,Mo17各组中共获得439个差异表达的lncRNA,两基因型间共具有22个共同的差异表达lncRNA。对差异基因进行GO和KEGG富集分析结果发现,离子转运和稳态调节、抗氧化响应、激素及跨膜信号相关的基因显著富集,而lncRNA可通过顺式作用和/或反式作用调节这些基因参与隔胁迫响应,如MSTRG.45751.1和MSTRG.8623.1这两个lncRNA可参与KARs信号的Cd胁迫响应,MSTRG.92771.1和MSTRG.92771.2可通过反式作用参与MAPK信号通路的Cd胁迫响应,lncRNA MSTRG.70900.1和MSTRG.79399.1都可以靶向JA响应基因Zm00001d048263参与Cd胁迫响应等。此外,lncRNA还可以与miRNA相互作用,构成miRNA-lncRNA-mRNA复杂的调控网络。以上研究表明lncRNA在镉胁迫响应中可能发挥重要的生物学功能。