本研究以平邑甜茶(Malus hupenensis Rhed.)当年生根(输导根、延长根和吸收根),及沙培、土培和水培环境下平邑甜茶幼苗根系(沙培根、土培根和水培根)为试材,采用Illumina HiSeq 2500测序技术,研究了基因的差异表达与根系生长发育、功能行使的关系,筛选了与凋亡相关的差异基因。具体结果如下:1、采用Illumina HiSeq 2500测序平台对平邑甜茶当年生新根进行转录组测序,获得54,396个单基因簇(Unigene)。利用BLAST进行序列同源性比较,有31,530个Unigenes获得比对信息,占Unigenes总数的57.96%。大量基因在表达水平存在明显不同,其中,铵转运蛋白、质膜ATP酶、过氧化物酶、类枯草菌素蛋白酶和萌发素类蛋白的基因在吸收根中的表达水平比在延长根高,水孔蛋白、凯氏带膜蛋白、伸展蛋白基因在吸收根中的表达水平比在输导根高,木葡聚糖基转移酶、水解酶基因在延长根中的表达水平比在输导根高;果胶裂解酶基因在吸收根中的表达水平比在输导根低,热激蛋白、糖转运蛋白、扩展蛋白基因在延长根中的表达水平比在输导根低。这些存在差异表达的基因的功能与三类根各自的功能和生长特点基本吻合。2、对沙培、土培和水培环境下平邑甜茶根系进行转录组测序,获得Unigenes有72,578个,有40,878Unigenes有注释的信息占总Unigenes的56.32%。对差异基因进行分析发现:与土培根相比,植物细胞壁蛋白基因及多数伸展蛋白基因、扩展蛋白基因、果胶酯酶及热激蛋白基因在沙培根中出现上调表达。在土培根和水培根中,伸展蛋白基因、延伸因子基因及扩展蛋白基因存在特异及差异表达,但多数特异表达基因的表达量较低。存在三类转录因子在土培根和水培根的中表达较有特点,部分基因的表达量远高于土培根。在沙培根和水培根中,存在多个萌发素类蛋白基因在水培根中特异表达,多数的伸展蛋白基因在沙培根中上调表达。ATP合成酶基因、热激蛋白基因存在表达分化,均有特异表达。3、在平邑甜茶三种当年生新根转录组测序结果中筛选获得5个与细胞凋亡相关的显著差异基因。在对三种根区环境的转录组测序结果中筛选获得9个与细胞凋亡相关的显著差异基因。对获得的14个基因进行了荧光定量表达分析,与转录组测序结果基本一致,为进一步研究其功能奠定了基础。