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甘肃省是我国马铃薯主产区,位于北方一季马铃薯作区,种植面积和产量均居全国第三位。该地区属中温带干旱、半干旱区,降水分布不均,水资源短缺,干旱胁迫严重制约着马铃薯产业的发展。膜下滴灌技术,是将滴灌技术和薄膜覆盖技术相结合,具有增湿保墒、节水节肥、降低棵间蒸发和抑盐增产等优点。本研究在大田遮雨棚内进行,系统的研究了膜下滴灌条件下不同田间持水量对马铃薯植株形态特征、生理生化特性、块茎产量和品质、水分利用效率（WUE）及灌水利用效率（IWUE）的影响。利用高通量测序技术筛选出了水分敏感品种和抗旱品种中响应干旱胁迫的差异表达基因,并进行了代谢通路富集和功能分析,对参与非生物胁迫响应的Q型C2H2转录因子家族进行了系统全面的分析,挖掘出了与干旱胁迫相关的C2H2候选转录因子。该项研究为揭示马铃薯对水分胁迫的生理及分子响应,了解品种需水特性,优化西北地区马铃薯节水栽培技术及马铃薯抗旱品种的选育提供了理论基础和技术支持。试验于2018至2019年在甘肃省定西市农业科学研究院试验田遮雨棚内开展,以“海斯薯”为试验材料,采用起垄覆膜与膜下滴灌相结合的栽培方式,研究不同田间持水量（85%～95%,75%～85%,65%～75%,55%～65%,45%～55%及不灌水）对马铃薯植株生长（株高、茎粗、分枝数、主茎数、叶片数、叶面积）、干物质的积累与分配、光合及生理特性、产量与产量构成因素、WUE和块茎品质的影响。利用高通量测序技术,以干旱敏感型品种“大西洋”（A）和干旱耐受型品种“青薯9号”（Q）为试验材料,筛选了不同抗旱性马铃薯品种在响应干旱胁迫中的差异表达基因,系统全面的分析了马铃薯Q型C2H2转录因子家族。主要研究结果总结如下:（1）随着田间持水量的增加,马铃薯株高、茎粗、分枝数、叶片数和叶面积及单株干物质积累量逐渐增加,其中田间持水量为75%～85%时,植株株高、茎粗、分枝数、叶片数、叶面积及单株干物质积累量最大;田间持水量为65%～75%时,对马铃薯整株叶片数、叶面积及干物质积累量的补偿效应显著。（2）随田间持水量的增加,马铃薯叶片相对含水量（RWC）、净光合速率（Pn）和气孔导度（Gs）逐渐升高,叶片相对叶绿素含量（SPAD）逐渐降低。田间持水量为65%～75%时,与不灌水处理相比,显著提高了叶片RWC、Pn、Gs,但SPAD却显著降低;田间持水量为75%～85%时,叶片RWC、Pn、Gs均保持在较高的水平,与田间持水量85%～95%的处理之间无显著差异。随田间持水量的增加,胞间二氧化碳浓度（Ci）呈先降后升的变化趋势,而气孔限制值（Ls）呈先升后降的变化趋势,田间持水量小于55%,Ls逐渐降低,Ci逐渐增大,Pn持续下降。田间持水量为55%～65%,是马铃薯Pn降低由气孔限制因素转为非气孔限制因素的临界区间。（3）随田间持水量的减少,马铃薯叶片丙二醛（MDA）和脯氨酸（Pro）含量逐渐增加,超氧化物歧化酶（SOD）活性呈先升后降的变化趋势。田间持水量为55%～65%时,叶片SOD活性最高,MDA和Pro的含量显著高于田间持水量相对较高（65%～95%）的处理;田间持水量低于55%,SOD活性降低,MDA含量持续升高,叶片细胞膜系统受到不可逆的损伤。（4）田间持水量为65%～75%,显著提高了马铃薯块茎产量及大薯率,较不灌水处理增产138.82%～164.69%,大薯率增加了19.66%～19.84%;田间持水量为75%～85%,马铃薯块茎大薯率及产量最优,产量和大薯率较不灌水处理增加198.99%～257.61%及24.63%～31.33%;田间持水量大于65%,对块茎大薯率的补偿效应显著;田间持水量大于60%,对马铃薯块茎产量的补偿效应显著。（5）WUE随田间持水量的增加而下降,田间持水量为85%～95%时,WUE最低,为83.84 kg·hm-2·mm-1（2018年）和83.19 kg·hm-2·mm-1（2019年）,较不灌水的处理分别降低了42.61%和54.01%。IWUE随田间持水量的增加呈先升后降的变化趋势,田间持水量为65%左右时,IWUE最高,为82.71～86.20 kg·hm-2·mm-1。（6）不同田间持水量处理对马铃薯块茎干物质、淀粉、还原糖和维生素C含量的影响较小。块茎还原糖含量随田间持水量的增加呈先降后升的变化趋势,而块茎维生素C含量则随田间持水量的增加呈先升后降的变化趋势,各处理相比无显著差异。块茎硬度受田间持水量的影响差异显著,田间持水量为65%～85%,块茎硬度显著高于其它处理,田间持水量为65%～75%,块茎硬度最高。（7）干旱敏感型（A）和干旱耐受型（Q）马铃薯品种相比,差异表达的基因数量随干旱胁迫的延长而增加,由S1时期的1620个增至S3时期的2829个,共有4161个基因差异表达。这些差异基因主要富集在植物激素信号转导、淀粉和糖类代谢、氨基酸代谢和光合作用-天线蛋白相关的通路上。此外,我们还鉴定到194个差异表达的转录因子,它们主要属于29个转录因子家族,主要包括b HLH、WRKY、MYB、b ZIP、NAC、C2H2等。这些差异表达的基因和转录因子可能在马铃薯响应干旱胁迫中发挥着重要的作用。（8）在马铃薯全基因组中,共鉴定出79个Q型C2H2锌指蛋白（St ZFP）,并对其理化特性、染色体的分布、基因结构、蛋白保守结构域、基因复制事件、系统发育关系以及不同组织和非生物胁迫下的表达情况进行了分析。根据高度保守的基因结构和基序,将St ZFP基因家族成员分为12个不同的亚类。79个St ZFP基因中有13个在匍匐茎中特异表达,2个St ZFP基因在果实中特异表达。利用RNA-seq数据分析及q PCR（Quantitative real-time-PCR）验证,筛选出8个与马铃薯抗旱相关的C2H2转录因子。这些候选基因可为马铃薯抗逆性研究提供有价值的信息。