在现代农业生产中,经常面临栽培管理不当等原因导致土壤中CO2浓度过高。根际CO2（RZ CO2）直接影响根系生长发育和生理功能,从而影响植物整体长势,甜瓜作为受人喜爱而对根际气体敏感的作物,在其生长过程中经常会被土壤中高浓度CO2影响。本研究利用根际CO2自动控制系统,以正常土壤中CO2浓度0.2%为对照,在气雾培条件下对薄皮甜瓜‘玉美人’幼苗根系进行通气处理,进行不同浓度梯度试验,通过10个根际CO2浓度处理下薄皮甜瓜幼苗根系形态指标、淀粉和糖含量分析,明确了处理第6天为关键的转折点,并对第6天处理的根细胞全基因进行转录组学分析,主要结果如下:1.与CK（0.2%）相比,0.3%～1.2%的根际CO2条件处理0～6天,薄皮甜瓜幼苗根系总长度、总表面积、总体积、根尖数、根系活力等有不同程度的促进作用,且在生产实际中补充根际CO2浓度在0.7%～1.2%区间低于6天（3天为宜）或浓度为0.3%～0.6%间,补充6～9天,均有利于薄皮甜瓜幼苗的根系形态建成,而在处理9天后均显著降低,且随着处理浓度增大而显著性增强。2.根际高CO2浓度升高可使根尖细胞加速淀粉粒的积累和释放,处理浓度的不同其根尖细胞淀粉释放的时间不同,1.1%CO2浓度在处理3天开始释放,0.4%CO2浓度在处理12天开始释放,浓度越高,淀粉粒积累与释放的速度越快。3.与对照相比,根际0.3%～1.2%CO2浓度可使淀粉含量在0～9天、可溶性总糖含量在0～6天均显著高于对照,而后随着处理时间的延长和CO2浓度的增加,淀粉含量和可溶性总糖含量逐渐下降,随着处理浓度的增大,根系淀粉含量和可溶性总糖含量与对照相比均先增加后下降,这一变化趋势整体同根系表型变化相一致。4.与对照相比,薄皮甜瓜幼苗根系在浓度为0.4%及1.1%的根际CO2中处理3天,根细胞中与蔗糖分解相关的酶活均显著升高,蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性在处理3天后显著下降,根细胞蔗糖积累能力降低;而与海藻糖合成相关的酶海藻糖六磷酸合成酶（TPS）、海藻糖合成酶（TS）活性在0～6天显著升高,在处理6天后显著下降,与海藻糖的含量变化趋势一致;淀粉水解相关酶活性在处理9天后显著高于对照,淀粉含量逐渐下降,显著性与处理浓度呈正相关。5.对0.4%和1.1%根际高浓度CO2处理第6天的转录组结果分析发现,0.4%/CK涉及到82条KEGG代谢途径,1.1%/CK中的基因参与了107条代谢途径,1.1%/0.4%中有170个基因注释到74条KEGG代谢途径,并且发现DEG富集最多的KEGG途径均在“淀粉和蔗糖代谢”、“植物激素信号转导”以及“苯丙烷生物合成”上,与此同时在GO聚类分析中的细胞壁和质膜代谢这一过程中显著富集,说明根际高浓度CO2胁迫在基因水平上影响甜瓜的碳水化合物代谢过程以激发幼苗的防御应激反应,加速根细胞老化、根尖外围细胞质膜水解,进而引起了根系淀粉和糖含量变化。6.薄皮甜瓜幼苗根系在0.4%以上根际CO2浓度处理3～6天,糖代谢相关基因及蔗糖非酵解蛋白激酶1基因Cm Sn FK1表达量均显著升高,除与蔗糖分解的相关基因外,在处理9天后均显著受到抑制,与根系内糖代谢相关酶活性变化趋势一致。这为以后甜瓜根际高CO2胁迫下糖信号引起防御机制的研究提供依据。