铝毒是酸性土壤上限制作物生长的重要因素之一。铝离子能抑制根系生长,从而降低作物产量。地毯草（Axonopus compressus）是重要的禾本科暖季型草坪草,广泛分布于热带和亚热带地区。地毯草对酸性土壤铝毒害具有较强的忍耐能力,是研究植物适应铝毒胁迫机理的优良禾草植物。因此,解析地毯草响应铝毒胁迫的机理,挖掘其根系响应铝毒的基因,可为培育耐铝毒的优良作物品种提供理论依据和候选基因资源。本研究以地毯草品系“A58”为材料,分析了铝处理对地毯草根系生长的影响;通过RNA-seq技术,筛选并鉴定了地毯草根系铝响应候选基因;分析了不同胁迫处理下铝响应候选基因的表达模式,并对地毯草Ac ABCG1和Ac ACO1基因进行了克隆和生物信息学分析。主要结果如下:1、分析了铝毒对地毯草根系生长的影响。结果发现,相对0μM铝对照处理,在50、100和200μM铝处理下,地毯草相对根长分别为60.8,47.4和32.4%;并且,在100μM铝处理24 h下,地毯草相对根长仅为49.2%。此外,随着铝处理浓度增加,地毯草根系苏木精染色程度逐渐加深。在50、100和200μM处理下,根系铝含量分别是对照处理下的3.5、3.8和4.7倍。进一步分析发现,在铝处理条件下,外源添加乙烯前体ACC显著加重了铝抑制地毯草根系的生长;相反,外源添加乙烯合成抑制剂（AVG、Ag NO3和Co Cl2）能缓解了铝对根系生长的抑制。AVG、Ag和Co和处理下的相对根长比铝处理分别增加了15.2%、13.7%和30.3%。以上结果表明铝处理显著抑制了地毯草根系的生长,且乙烯参与了铝抑制地毯草根生长的过程。2、鉴定了地毯草根系铝响应候选基因。本研究通过RNA-Seq技术,分别对0μM和100μM铝处理24 h的地毯草根系进行转录组分析,筛选地毯草根系铝响应候选基因。本研究共获得了1836个差异表达基因,包括1351个上调表达基因和485个下调表达基因。GO分析表明,差异表达基因可以分为生物学过程（BP）、分子功能（MF）和细胞组分（CC）等3大类型基因。其中,生物学过程相关基因包括内源应激响应、激素响应和有机环状化合物生物合成等相关途径基因。KEGG富集分析表明,差异基因主要涉及到植物激素信号转导以及植物与病原互作两条通路。此外,q RT-PCR结果表明,差异表达基因的q RT-PCR表达量与RNA-Seq测序结果呈现出良好的相关性,表明转录组结果的可靠性。3、分析了铝响应候选基因的表达模式。结果发现,虽然不同铝浓度或铝时间处理对基因表达的影响不一样,但铝处理显著增强了Ac ABCG1、Ac GA201、Ac ACO1、Ac ACS1、Ac MATE1、Ac Wrky1、Ac PIN1和Ac Expans1等基因在地毯草根系中的表达。组织表达分析发现,Ac ABCG1、Ac ACO1、Ac ACS1、Ac Wrky1、Ac PIN1和Ac GA201在根中的表达量最高,叶部最低;而Ac MATE1和Ac Expansin1基因在茎中表达量最高。此外,Ac ABCG1、Ac ACO1、Ac ACS1、Ac MATE1、Ac Wrky1、Ac PIN1和Ac GA201主要在0～1 cm根尖中表达,而Ac Expansin1基因在1～2 cm根中表达量最高。4、克隆了地毯草Ac ABCG1和Ac ACO1基因全长序列,并进行了生物信息学分析。结果表明,Ac ABCG1和Ac ACO1基因c DNA全长分别为2434和939 bp,分别编码811和312个氨基酸残基;蛋白分子量分别为91.85和34.75 k D;亚细胞定位预测发现,Ac ABCG1和Ac ACO1蛋白分别定位于细胞膜和细胞质。系统进化树分析发现,Ac ABCG1与水稻Os ABCG43同源性高,推测Ac ABCG1可能具有转运铝离子的功能;Ac ACO1与玉米Zm ACO20和高粱Hb ACO1亲缘关系较近,暗示Ac ACO1可能与调控乙烯合成有关。综上所述,本研究筛选并鉴定了地毯草根系铝响应基因,并对候选基因进行了克隆和生物信息学分析,研究结果为进一步解析地毯草耐铝毒的生物学功能提供了候选基因资源。