锰(Manganese,Mn)是植物不可缺少的微量元素之一,锰缺乏和过量都严重影响植物的生长发育。锰的吸收利用受到了植物体内多种植物激素的协同调控。其中,油菜素甾醇(brassinosteroids,BRs)是植物中的一类甾醇类激素,在植物生长发育的多个方面都发挥着重要的生理作用。但目前BR对植物调节锰吸收的机制尚不明确。本论文主要以作物大豆为研究对象进行锰和油菜素内酯处理,通过观察植株表型,离子组学分析和转录组分析来研究油菜素内酯调节高锰胁迫响应的机制。主要结论如下:(1)通过对大豆进行不同浓度BR合成抑制剂丙环唑(Propiconazole,PPZ)处理,大豆的下胚轴和根的生长受到明显抑制。下胚轴长度、主根长度和侧根长度减小,侧根数目减少。不同浓度表油菜素内酯(2,4-Epicastasterone,e BL)处理后,侧根长度显著减小。离子组测定结果表明,PPZ处理导致地下部锰元素显著性减少。油菜素内酯是大豆根系锰吸收和幼苗生长所必需的。(2)不同浓度e BL处理导致大豆地下部分的主根、侧根变短,侧根数目显著减少。10 n M的e BL处理后下胚轴变短,高浓度的e BL(1μM)处理后下胚轴长度显著增加,其他浓度变化不显著。(3)长期高锰处理导致叶大豆片发黄、褐色斑点出现。离子组学分析显示地上部的锰和锌浓度显著增加;地下部的锰、铁和铝显著增加,镁元素显著下降。(4)高锰处理显著抑制拟南芥主根长度及根毛发育,而PPZ处理延缓了这一抑制作用。油菜素内酯受体突变体bri1-5对于高锰造成的主根抑制作用不敏感,且NRAMP1和MTP11的转录水平显著增加。高锰处理降低BR信号通路转录因子BZR1蛋白水平。(5)利用RNA-seq测序分析发现,BR处理导致上调基因8249个,下调基因8164个。PPZ处理上调基因8215个,下调基因7468个,高锰(HMn)处理上调基因数目是8369个,下调基因数目7744个。BR、PPZ和HMn处理共同调节1081个基因。GO分析显示这些基因的功能主要集中在细胞壁组成、果胶代谢、微管迁移和金属离子转运等;PPZ和HMn共同调节1781个基因,基因功能特异地集中在胞内氧化还原的功能、硫酸盐还原和脱落酸激活等信号通路;BR和HMn共同调节的1561个基因,主要调控了气孔闭合的调节,草酸代谢和木质素分解代谢等过程。高锰特异调节的差异基因数为734个,在GO富集分析中集中在光合作用光系统I光收集和光系统II稳定。综上所述,本文对油菜素内酯和锰在大豆和拟南芥中的调节机制的探究,初步分析油菜素内酯增加和缺失的植株表型以及高锰处理后的植株表型,使用RNA-seq技术探究锰与油菜素内酯共调节基因以及基因功能分析。同时分析了拟南芥中BR相关突变体和过量表达植株对高锰处理的响应。结合大豆和拟南芥中的结果,讨论了BR影响大豆锰吸收的影响及可能机制。本论文将为进一步解析油菜素内酯调节大豆锰生长发育的调控机制提供了实验基础,并为解决因锰毒害造成作物产量与安全等农业生产问题提供理论支持。