荷花（Nelumbo nucifera Gaertn）是我国的传统名花,具有深厚的文化内涵和很高的观赏价值、经济价值及生态价值,市场需求量逐年扩大。但荷花不耐深水,且易受水淹胁迫而死亡,大大限制了荷花的应用范围,因此培育耐深水（水淹）的品种是目前荷花重要的育种目标之一。水淹是具有重大危害的非生物胁迫,影响大多数植物的生长和发育,并限制着作物分布和产量。水淹胁迫时,糖的代谢主要通过戊糖磷酸途径进行,而且植物体内的部分基因和酶系统也表现出活跃的状态。研究证实,葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PDH）作为戊糖磷酸途径（PPP）中的关键酶,参与调控植物对水淹胁迫的响应。我们对前期荷花转录组数据的分析发现,葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因在荷花受到水淹胁迫时表现活跃,可能参与荷花对水淹胁迫的响应,但缺乏进一步的系统研究。因此,为验证葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的作用及其参与调节荷花耐水淹的机制,本研究从荷花全基因组中对G6PDH进行查找鉴定,并克隆、验证了 3个荷花葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因NnG6PDH1-3的表达,进行了生物信息学鉴定,同时研究了外源葡萄糖、Na₃PO₄（G6PDH活性抑制剂）处理及水淹胁迫下NnG6PDH的诱导表达情况,以及水淹胁迫下,外源葡萄糖、Na₃PO₄处理荷花的生理响应,可为下一步开展转基因育种培育耐水淹荷花品种提供重要的技术基础。主要的研究结果如下:1荷花葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因（G6PDH）家族的鉴定与分析在全基因组范围内,鉴定、克隆出荷花三种葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因NnG6PDH1,NnG6PDH2,NnG6PDH3。NnG6PDHs基因 cDNA 的全长在 1557 至 1779 bp 之间,编码由518至600个氨基酸所组成的肽链。基因结构功能域的特征分析表明NnG6PDHs所编码的蛋白含有典型的保守结构,即:包括C-末端的活性位点和N-末端NAD（P）结合位点。系统发育分析和亚细胞定位预測表明NnG6PDH3是胞质型,而另外两个基因是质体型。启动子区的预测和分析表明NnG6PDHs存在大量响应胁迫和激素的顺式作用元件,例如ERF1,AG和HMG-I/Y 等。NnG6PDHs基因的转录分析表明,它们能在不同的组织中表达,且这三种NnG6PDDHs基因对水淹和镉胁迫都具有不同程度的响应,暗示它们在非生物胁迫中起作用。2 在葡萄糖调控荷花水淹耐性中的功能以微山湖红莲实生苗为试材,进行外源（0,1μM,10 μM,100 μM,1 mM,10 mM和100 mM）葡萄糖处理、水淹胁迫处理、以及100μM Na₃PO₄ 活性抑制剂)处理,研究荷花的NnG6PDH诱导表达及其生理响应情况,结果表明:随着水淹胁迫时间的延长,荷花中糖的含量尤其是葡萄糖的含量有一个比较明显的下降。当为其提供外源葡萄糖时,在48 h内荷花幼苗对水淹胁迫造成损伤的耐受性有一定的提高,从而也说明葡萄糖可能参与调节荷花对水淹胁迫的响应。前期的转录组数据表明,G6PDH基因能够被水淹胁迫诱导,启动子区分析发现其含有糖响应的顺式调控元件,暗示其很有可能为葡萄糖的调控靶标。与顺式作用元件分析结果一致的是葡萄糖处理或水淹胁迫能诱导G6PDH的酶活性和转录。我们研究表明,Na₃PO₄（G6PDH活性抑制剂）处理能够消除葡萄糖的保护作用。水淹胁迫可以诱导植物一些典型的抗氧化酶活性,这些酶可能参与调节植物对胁迫的耐受性。然而,葡萄糖处理却逆转了水淹胁迫诱导的抗氧化酶活性。而Na₃PO₄处理可以减弱葡萄糖的逆转作用并能增强水淹下抗氧化酶活性,暗示了 G6PDH对于抗氧化酶的生成有抑制作用。进一步的研究发现,葡萄糖可以诱导生成非酶抗氧化剂还原性谷胱甘肽（GSH）,葡萄糖的诱导功能可以被Na₃PO₄处理消除。这些结果表明,在水淹胁迫的早期,荷花中充足的葡萄糖和氧含量可能作为调节荷花应对水淹胁迫的信号即通过葡萄糖诱导G6PDH调控非酶抗氧化剂的生成或调控基因表达调动抗氧化酶系统以适应进一步的水淹胁迫。通过这个机制,可以使荷花更快更有效的适应短期的水位波动或长期的水淹。