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干旱胁迫是限制植物生长发育和产量提高的主要逆境因子,已成为严重制约农业生产的世界性问题。地梢瓜及其变种雀瓢属萝藦科鹅绒藤属,是集饲用、药用、食用及工业原料于一体的旱生直立半灌木。目前由于季节性干旱的影响导致地梢瓜和雀瓢野生资源量在逐年减少,因此对其抗旱性进行综合评价,并生理和分子方面探究其抗旱机制,为今后深入研究萝藦科植物相关耐旱调控基因和耐旱品种的分子选育提供理论依据和优良储备基因,对我国的荒漠化治理具有重要意义。本研究以地梢瓜和雀瓢幼苗为试材,采用盆栽控水法,研究不同干旱胁迫处理对地梢瓜和雀瓢幼苗生长、渗透调节物质、抗氧化系统、叶片解剖结构及气孔特征和次级代谢产物-琥珀酸合成等方面的影响,结合转录组学探究了地梢瓜和雀瓢幼苗响应干旱胁迫的分子机制,并利用qRT-PCR技术对候选差异基因进行验证和分析。研究结果如下:1.随着干旱胁迫加剧,地梢瓜和雀瓢幼苗株高、根长、根粗、地上鲜重和根鲜重逐渐降低;地梢瓜和雀瓢幼苗根中的可溶性糖（SS）和脯氨酸（Pro）含量、地梢瓜幼苗叶片和根中的可溶性蛋白（SP）含量、雀瓢幼苗叶片中的Pro含量逐渐升高,雀瓢幼苗叶片中的SS、根中的SP、地梢瓜幼苗叶片中的Pro含量均先升高后逐渐降低;地梢瓜和雀瓢幼苗过氧化氢酶（CAT）活性先升高后降低,叶片超氧阴离子（O2·-）产生速率、过氧化氢（H2O2）和丙二醛（MDA）含量逐渐升高,雀瓢幼苗超氧化物歧化酶（SOD）、地梢瓜幼苗抗坏血酸过氧化物酶（APX）均逐渐升高。随着干旱胁迫加剧,叶片气孔宽度与面积呈下降趋势,而气孔密度显著增加;轻度干旱条件下地梢瓜和雀瓢幼苗叶片、上下表皮角质层、上下表皮、栅栏组织及海绵组织厚度减小,当干旱达到一定程度时,通过增加它们的厚度进而增强叶片的保水能力。由聚类分析和相关指数可知,栅海比、叶片厚度、上表皮角质层厚度、下表皮厚度为叶片主要的抗旱性指标。通过对各指标进行模糊隶属函数分析可知,雀瓢幼苗的平均隶属函数值大于地梢瓜。2.干旱胁迫下地梢瓜和雀瓢幼苗叶片共获得207.58 Gb clean data,总基因数为55,268。共18,708条基因注释到GO数据库,14,480条基因注释到KEGG数据库;地梢瓜轻度、中度和重度干旱与对照相比分别含有上调基因75、2768和6077条,下调基因83、3605和5383条;雀瓢轻度、中度和重度干旱与对照相比分别含有上调基因269、2103和2763条,下调基因375、2399和4061条。差异基因显著富集到碳代谢、淀粉和蔗糖代谢、氨基酸和苯丙烷生物合成及植物激素信号转导。3.通过WGCNA构建干旱胁迫下地梢瓜和雀瓢基因共表达网络,结果显示:地梢瓜 grey60 模块,greenyellow、brown 和 orange 模块,orange、turquoise 和violet模块分别与轻度、中度和重度胁迫显著相关。雀瓢轻度与lightgreen和saddlebrown 模块,中度与 lightcyan 模块,重度与 darkorange 和 darkturquoise 模块显著相关,这些与重度干旱显著相关的模块主要富集到植物激素信号转导。地梢瓜和雀瓢均鉴定出的转录因子家族C3H、NF-X1、ERF、NAC、WRKY、CO-like、MYBrelated、C2H2、G2-like 和 HD-ZIP。4.地梢瓜幼苗叶、茎、根的琥珀酸（SA）含量分别为558.6、268.67和427.44μg·g-1,雀瓢幼苗叶、茎、根的SA含量分别为593.46、368.69和141.08μg·g-1。随着干旱胁迫的加剧,地梢瓜和雀瓢幼苗SA含量先升高后降低。地梢瓜和雀瓢幼苗叶α-酮戊二酸脱氢酶（OGDH）、琥珀酰CoA合成酶（SUCLA）、琥珀酸脱氢酶（SDH）、谷氨酸脱羧酶（GAD）活性与γ-氨基丁酸（GABA）含量均在重度干旱胁迫处最高。地梢瓜和雀瓢幼苗茎和叶的SA含量与GABA和SDH呈显著负相关。146和172条分别编码地梢瓜和雀瓢幼苗叶片的琥珀酸合成酶基因被鉴定,地梢瓜40条DEGs参与琥珀酸合成,其中9条基因随着干旱胁迫的加剧显著上调;而雀瓢显著上调的基因仅占21.88%（7条）。琥珀酸含量与MDH（BMKUnigene033366）呈显著正相关,与 GAD（BMKUnigene096180 和BMKUnigene030468）、SDH（BMKUnigene142841）呈显著负相关。运用qRT-PCR试验对8条差异表达的琥珀酸合成关键酶基因进行验证,qRT-PCR相对表达量与转录组测序相对表达量（FPKM）的动态变化趋势基本一致,进一步验证了地梢瓜和雀瓢幼苗叶片转录组测序数据的可靠性。5.干旱刺激首先诱导地梢瓜和雀瓢细胞膜硬化,通过Ca2+、MAPK、ABA信号转导和相关蛋白激酶（PP2C,MAPK,CDPKs,SnRKs,LRRs,CRKs,WAKs,SnFKs,）激活下游抗旱相关的转录因子（bHLH,MYB,WRKY）;TFs激活触发下游抗旱基因的级联表达,其转录进一步调控细胞代谢的稳态,如氨基酸代谢（P5CS,THAL）、淀粉和蔗糖代谢（AGPase,SPS,FBPase）及苯丙烷类（PAL,C4H,F5H）、黄酮类化合物（CHS,F3H）和琥珀酸（MDH,SDH,GAD）等的生物合成;过量活性氧通过抗氧化酶基因（SOD,CAT,APX,POD,GST,GPX）表达被清除,进而影响了活性氧信号传导;通过上述过程的单一或协同作用进一步调节细胞代谢的动态平衡,提高地梢瓜和雀瓢的抗旱性。