荷花(Nelumbo nucifera Gaertn.)是中国十大传统名花之一,属于莲科莲属的一种水生植物。荷花在我国广泛种植,具有很高的经济价值。然而随着荷花种植年限的延长,会伴随着各种病害的发生,其中荷花腐败病尤为严重。迄今为止,尚无良药防治荷花腐败病。该病害己成为制约荷花观赏性栽培以及生产的重要障碍。有关荷花对腐败病的响应及相关分子机制研究较少,调控机制也尚不明了。在我们前期生产实践中发现水淹可以增强荷花腐败病抗性,并进一步通过高通量测序分析、组学数据挖掘、生理及分子生物学分析、遗传学验证,初步揭示Nn WRKY41在荷花应对腐败病中的功能。本研究为探索荷花抗病分子机制奠定了基础。主要研究结果如下:1、WRKY基因可能参与增强水淹后荷花病害易感期的抗病性为了揭示水淹后荷花腐败病抗性增强的有趣现象,我们通过高通量测序技术对完全水淹处理的荷花转录组进行了分析。在水淹胁迫下,共鉴定了 4002个基因在荷花中差异表达。其中1976个基因上调,2026个下调。通过GO和KEGG富集分析对这些基因进行功能注释,发现它们主要涉及氧化还原,非生物胁迫,细胞代谢过程和小分子代谢过程。基于这些数据,前人的研究以及定量验证,我们构建了一个水淹响应调控网络,涉及几个重要的途径,包括抗氧化系统,抗病性,抗缺氧和形态适应性等方面。进一步的研究证实,几种与先天免疫相关的WRKY基因在水淹期间被诱导并且可以通过调控其他抗病蛋白提高对荷花腐败病的抗性。这些结果将为荷花对水淹胁迫响应性的分子机制的研究提供有用的信息。2、荷花WRKY基因家族的全基因组鉴定与表达分析介于上述研究中发现多个WRKY基因可能在荷花水淹后抵御病害中发挥重要功能,我们随后对荷花WRKY基因家族进行了系统的鉴定和分析,包括基因序列、结构、保守基序、进化和组学分析等,以进一步筛选候选基因。我们从荷花全基因组范围总共鉴定了 54个分布于14个基因组大片段上的WRKY基因。系统树分析发现这些基因可以划分成5个亚家族,包括WRKYⅠ,Ⅱa,Ⅱb,Ⅱc和Ⅲ。基因结构分析显示WRKYIIa亚家族含有最多的内含子数目,暗示其可能是荷花WRKY基因家族中最古老的一支。WRKY结构域的大部分氨基酸残基都高度保守,也存在一定的变异,dN/ds小于1。我们发现WRKY结构域中有6个氨基酸残基(875,878,879,881,912和914)可能对荷花WRKY家族基因功能分歧中起主要作用。通过对数据库中组学数据进行汇总分析,我们揭示了WRKY基因家族各成员在荷花不同组织,发育阶段和胁迫条件下的表达模式。此外,我们进一步通过高通量测序分析了腐败病菌侵染以及水淹+腐败病菌侵染下的WRKY基因表达情况,发现目的基因Nn WRKY41受到腐败病菌侵染的诱导,并在水淹-腐败病的处理中表达量进一步提高,揭示Nn WRKY41可能是介导水淹后荷花腐败抗性增强的关键因子。3、Nn WRKY41介导水淹胁迫对荷花腐败病抗性的增强为了验证荷花水淹胁迫能增强荷花抗病能力,我们进行了水淹预处理分析。对经过水淹预处理6小时(Sub(未感染))的荷叶和未经淹水预处理的荷叶(Ck(无感染))分别接种尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)。3天后,我们观察到Sub(感染)的病斑面积(2 cm2)显著小于Ck(感染)的病斑面积(7 cm 2)。我们对上述研究筛选的Nn WRKY41基因,并进行克隆,并构建35S:：NnWRKY41过表达载体,并在烟草中进行瞬时表达,结合抗病表型和下游抗病基因的定量分析,初步揭示Nn WRKY41可以提高植株抗病性,并可能在预防荷花水淹后病害易感期腐败病发生中发挥重要功能。