为了研究干旱胁迫对地黄生长、生理特性和药效成分含量的影响,对地黄不同品种的种子进行干旱萌发实验,根据萌发率、抗旱指数等指标筛选相对耐旱品种,进一步对实生苗进行干旱处理,分析干旱对地黄苗期生理的影响,同时设计大田盆栽实验,利用控水法对地黄进行干旱胁迫,测定叶绿素、抗氧化酶活性及有效成分的含量变化。并应用转录组测序技术分析地黄响应干旱胁迫的相关基因转录特性,对筛选出的与干旱相关的基因进行克隆、序列特征与表达模式分析,并构建过量表达载体转化烟草,初步对候选基因响应干旱胁迫的功能进行分析。主要研究内容及结果如下:1.使用PEG6000模拟干旱对9个地黄品种的种子进行处理,发现干旱处理后,随着PEG6000浓度的增加,种子的萌发率逐渐降低,其中地黄品种1710、BJ1、QH-1和8N在20%PEG6000浓度下不发芽,品种301、HF和W4在5%和10%PEG6000处理下的发芽率要高于CK。HF、301和8N在轻度胁迫下发芽指数高于对照,W4、888、8N、301和1710的抗旱指数随着PEG6000浓度增加呈先升高后下降趋势,W4的胚轴长度在5%PEG6000比对照增加,888、HF、1701、301的胚根在5%和10%PEG6000胁迫下均比对照长。综合各项指标得出301和HF这2个品种相对耐旱,W4和QH-1对干旱敏感。对相对耐旱地黄品种HF、301及干旱敏感品种W4、QH-1的实生苗进行干旱处理,测定抗氧化酶的活性,发现干旱处理后4个品种的SOD和POD活性均有所提高,说明地黄实生苗通过提高自身抗氧化酶活性来抵御干旱。2.利用盆栽控水法对地黄品种85-5和J9在成株期进行干旱处理,随着处理时间的延长,土壤含水量逐渐下降,2个品种叶片和块根的折干率逐渐上升。85-5的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和叶绿素总量在干旱处理期间呈先升高后降低最后又升高的趋势,J9叶片叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和叶绿素的含量呈先升高后降低的趋势。85-5的SOD活性和J9的SOD、POD活性先升高后降低的变化趋势,而85-5 POD活性先升高后降低再升高再降低的波浪形变化。测定了干旱胁迫后地黄有效成分含量的变化,结果表明,干旱处理后地黄块根中的梓醇含量升高,而适度干旱有利于总苯乙醇苷和毛蕊花糖苷含量的增加。3.对干旱处理的地黄品种85-5的块根和叶片进行转录组测序,结果表明干旱处理后叶片中差异表达的基因（DEGs）数量较块根多,在干旱胁迫的叶片中其差异表达的基因主要富集在光合-天线蛋白、半乳糖代谢和激素信号传导等途径,多个参与光合-天线蛋白通路的基因表达量显著下降。干旱胁迫后地黄块根中差异表达的基因主要富集在类胡萝卜素合成、苯丙烷生物合成、蔗糖和淀粉等代谢通路。而且,干旱胁迫后诱导了AP2-EREBP、b HLH、b ZIP、MADS和WRKY等转录因子基因的上调表达,正向调节地黄的干旱胁迫响应。对地黄毛蕊花糖苷和梓醇合成途径中的催化酶基因的表达特性进行分析,筛选出可能响应干旱参与梓醇和毛蕊花糖苷合成的候选基因。为进一步研究地黄响应干旱胁迫的分子机理提供参考,并为干旱调控地黄品质形成的分子机制研究奠定基础。4.利用PCR扩增技术克隆了地黄中参与ABA合成与分解的Rg NCED和Rg CYP707A3基因,其序列长度分别为1 803和1 392 bp。Rg NCED蛋白属于RPE65超级家族,具有NCED家族特有的MIAHPKLDP和HDFAITE保守结构域序列;Rg CYP707A3蛋白属于P450超家族,拥有CYP707A家族比较保守的血红素铁配位体半胱氨酸残基（PFGNGTHSCPG）结构。实时荧光定量PCR分析表明,Rg NCED在地黄根、茎、叶和花4个部位表达量由高到低依次为叶、花、茎和根,干旱处理后其在叶片中表达量先升高后降低,在块根中表达量逐渐升高;Rg CYP707A3基因在地黄根、茎、叶和花4个部位表达量由高到低依次为叶、根、茎和花,干旱处理后其在叶片和块根中的表达量均为先降后升。构建Rg NCED和Rg CYP707A3的过量表达载体,利用农杆菌介导法转入烟草基因组。PEG6000溶液模拟干旱处理发现,过量表达Rg NCED的转基因烟草叶片中SOD和POD的活性均高于野生型烟草,而过量表达Rg CYP7073的转基因烟草叶片中SOD活性高于野生型烟草,而POD的活性低于野生型烟草,推测Rg NCED和Rg CYP7073响应干旱胁迫的分子调控机制可能不同。