光是植物赖以生长与发育的基本要素。光不仅是光合作用的能量来源,还作为一种信号,能激活光受体,通过信号传递控制基因表达、蛋白质合成及细胞代谢,在植物生理代谢活动中起着十分重要的作用。不同光质调控植物的生长发育,形成了不同植物对光质的适应特性。阐明光质调控的生理与分子机制对于深入认识光控生长的生物学原理、规律和发展更高效的光控植株生长技术具有重要的理论与实际意义。本研究以741杨幼苗为供试材料,用不同光质（蓝光、白光）不同时间（1 d、2 d、5 d）处理741杨幼苗,研究其对741杨生长发育及生理特性的影响,并通过RNA-seq技术分析比较不同光质不同时间处理741杨幼苗的转录组数据,发掘光质调控741杨幼苗生长发育及生理特性相关的基因。主要研究结果如下:1.不同光质对741杨生长的影响显著。处理1 d、2 d和5 d时,蓝光处理下的叶片长、叶片宽、叶面积均小于白光;蓝光下的叶片长/宽比值均大于白光,但二者间没有显著性差异。蓝光处理下的株高均高于白光,且二者间达到显著性差异,处理1d、2 d和5 d时,蓝光处理的株高增长量较白光分别增加了79.17%、68.33%、63.36%。蓝光处理下的节间距均高于白光,处理1 d、2 d和5 d时,蓝光处理下的节间距较白光分别增加了2.43%、10.13%、52.16%,但蓝光处理下的741杨地径均小于白光,说明蓝光处理有利于741杨的伸长生长。同一处理时间下,蓝光处理下的741杨生物量、根冠比均低于白光,且随着处理时间的增加,蓝、白光下处理的741杨生物量、根冠比的差异变小,总的来说,同一时间处理下白光有利于741杨地上部分干物质的积累,蓝光有利于741杨地下部分干物质的积累。2.不同光质对741杨叶片光合色素的影响较大。741杨在蓝、白光下分别处理1 d、2 d和5 d时,与白光相比,除了叶绿素a/b的值,叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b和类胡萝卜素含量均在蓝光处理下较高,在蓝光下处理1 d时,叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b和类胡萝卜素含量急剧增加,且在蓝光下处理2 d时达到最大值。说明蓝光有利于741杨叶片光合色素的形成。3.不同光质对741杨叶片光合作用影响较大。741杨在蓝、白光下分别处理1 d、2 d和5 d时,与白光相比,除了胞间CO2浓度,蓝光下的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均高于白光。在白光下,随着处理时间的增加,净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率均先上升后降低,且在2 d时达到最大值。在蓝光下,随着处理时间的增加,净光合速率呈先上升后降低的趋势,且在2 d时达到最大值,气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率均呈降低的趋势。4.不同光质对741杨叶片叶绿素荧光参数变化的影响具有一定差异。741杨叶片在蓝光下处理1 d、2 d和5 d时的Fv/Fm值较白光分别提高了10.18%、4.31%和4.78%。说明蓝光有利于741杨叶片对光能的吸收,具有较大的光合能力。蓝光处理下的ΦPSⅡ均大于白光,即在蓝光下处理1 d、2 d和5 d时的ΦPSⅡ较白光分别提高了5.65%、7.81%和15%。且在同一时间处理下,蓝光与白光之间的ΦPSⅡ均达到显著性差异。在蓝光下处理1 d、2 d和5 d时的q P较白光分别增加了0.46%、19.60%和8.43%。且在处理2 d时,蓝光下741杨吸收用于光化学电子传递的光能远多于白光,此时PSⅡ的电子传递活性最大,即741杨光合活性最高。随着处理时间的增加,蓝光、白光处理下的q N均呈下降趋势,说明植物在适应不同光质后,PSⅡ天线色素吸收的光能以热的形式耗散的部分在不断减小。5.利用RNA-seq技术分析了不同光质不同时间处理下的741杨转录组变化,发现不同处理间基因表达存在差异。将各样品测序得到的reads与参考基因组进行比对,各样品比对率均在86%以上。NR数据库注释结果显示,novel编码转录本与库中基因同源性及相似度很高,与毛果杨标准基因组序列的匹配度最高。egg NOG数据库注释结果显示,共有18731个基因被注释到细胞内过程和信号、信息储存和加工、新陈代谢这三部分。不同光质同一处理时间下的基因差异表达情况进行分析发现,处理1d、2 d和5 d时,蓝、白光相比,分别有505个、755个和680个基因发生差异表达。将差异表达基因与GO数据库和KEGG数据库比对注释,经GO显著性富集发现,741杨在蓝、白光下处理1 d、2 d和5 d时,基因富集最多的类别是生物学过程,其次是分子功能,最少的是细胞组成。通过KEGG显著性富集分析发现,741杨在蓝、白光下处理1 d时,有259个显著差异表达基因注释到83个KEGG Pathway中;处理2 d时,有349个显著差异表达基因注释到90个KEGG Pathway中;处理5 d时,有268个显著差异表达基因注释到74个KEGG Pathway中。通过对差异表达基因的分析,共筛选出15个与叶绿素相关基因,6个光合作用相关基因,1个植物生长素相关基因和3个蓝光受体相关基因,选取4个基因进行荧光定量PCR验证,结果表明荧光定量结果与转录组测序结果基本一致。这些基因的发现为研究不同光质对741杨生长调控机制提供参考依据。