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作为新兴的能源植物之一,小桐子所具备的耐贫瘠、种子含油量高、油质优良等特性使其受到广泛关注。干旱作为影响世界农业生产的最主要环境因素,极大地限制了小桐子的分布、种植和产量。因此,深入研究小桐子干旱应答的基因网络,并利用分子育种手段改良其抗旱性已成为亟待解决的科学问题。本研究借助第二代高通量测序平台,对小桐子在10%PEG模拟干旱锻炼与空气干旱胁迫过程中的转录组进行了RNA-Seq测序分析,探讨了糖代谢、植物激素信号转导、类黄酮次生代谢等多个代谢通路在干旱处理过程中的响应模式,最终克隆并获得了两个棉子糖代谢途径的关键酶基因,为揭示小桐子抗旱性形成的分子机制及其基因工程改良奠定了坚实的理论基础。通过研究得到以下主要结果:1、本研究以小桐子幼苗为材料,对其进行10%PEG模拟干旱锻炼（6 h,12 h,24 h,48 h）与空气干旱胁迫（24 h,48 h,72 h）,采集叶片以Illumina HiSeq 2000高通量测序技术进行RNA-Seq测序。去除低质量的reads后,各样本平均获得11,933,126条clean reads,通过与参考基因组（Gene bank:AFEW00000000）比对和基因的功能注释,共获得26,979条基因的注释结果。2、使用NOISeq方法进行差异表达基因分析发现,与0 h对照相比,10%PEG模拟干旱锻炼过程中共鉴定出585个差异表达基因,尤其是在锻炼48 h时,其中166个为上调表达,186个为下调表达。经GO功能聚类和KEGG数据库比对分析发现,模拟干旱锻炼诱导了大量转录延伸因子、EREBP、MYC等转录因子的表达,抑制蛋白质降解途径,广泛影响了糖代谢的多条途径,如促进棉子糖和葡聚糖的生物合成、抑制多聚半乳糖醛酸降解。3、在空气干旱胁迫24 h、48 h、72 h的过程中,共鉴定出1,618个差异表达基因,其中下调表达基因个数为671、742、696,同时有411、409、379个基因表达上调。这些下调基因大多涉及生物大分子的降解,如果胶甲酯酶、多聚半乳糖醛酸酶、脂肪酸水解酶等。同时,大量物质转运蛋白的下调表达暗示了干旱胁迫下物质运输的抑制作用。另一方面,参与类胡萝卜素生物和脱落酸生物合成的相关基因则受到干旱胁迫的持续诱导,同时重要激素信号转导途径的关键因子,如脱落酸通路组分PP2C、赤霉素受体GID1、茉莉酸通路组分JAZ等均在干旱胁迫下显著上调,暗示了多种植物激素在小桐子干旱响应中的重要作用。4、甜菜碱是植物体内重要的渗透调节物质,甜菜碱醛脱氢酶（BADH）和胆碱单加氧酶（CMO）是甜菜碱合成途径的两个关键酶。本研究通过RNA-Seq数据分析,分别获得了2条BADH转录本和4条CMO转录本。由基因表达变化模式的聚类分析可知,2条BADH的编码序列以及3条CMO编码序列在锻炼和胁迫过程中均表现出一定程度的上调表达,与此相一致地,甜菜碱的含量也在锻炼48 h和胁迫72 h时分别上升至对照的1.36和1.44倍,充分证实了甜菜碱的积累在小桐子干旱响应与适应过程中的作用。5、棉子糖系列寡糖（RFOs）的积累是高等植物应对非生物胁迫的一种重要的保护性措施,而棉子糖合酶（RS）是该途径中的关键酶。通过RNA-Seq数据分析发现,编码棉子糖合酶的两个转录本（XM012230751.1,XM012230752.1）在干旱锻炼和胁迫过程中持续上调表达,而另一转录本（XM012225806.1）则仅在空气干旱阶段发生上调。这表明RS的不同转录本具有不同的干旱响应模式,暗示其可能并非简单的功能冗余。因此,我们获得了两个RS编码序列（XM012230752.1和XM012225806.1）的完整编码区（CDS）并克隆入pGEM-T载体,二者的全长分别为2280bp、2331bp,保守结构域搜索显示均含有棉子糖合酶结构域,但在进化关系上属于不同的分支。这些信息为今后基因功能的验证提供了一定的理论基础。