甘薯是世界上重要的粮食作物之一。发掘与花青苷合成、耐盐抗旱相关基因对于用基因工程改良甘薯具有重要意义。本研究以甘薯高花青苷含量品种京薯6号及其突变体JS6-5为材料,利用RNA-Seq技术获得差异表达基因,从中克隆了IbMYB4、IbMYB48和IbMYC2基因,并分别将其转化拟南芥,分析其功能。主要结果如下:1.本实验首先对京薯6号及其突变体JS6-5进行了耐盐性和抗旱性的鉴定,结果表明JS6-5的耐盐性和抗旱性与京薯6号相比显著提高,随后对这两个材料进行RNA-seq,分别获得22,873,364和27,955,097个高质量reads,进一步拼接组装后得到35,592个unigenes。从这些unigenes中获得1,566个差异表达基因,其中994个差异基因在JS6-5中上调表达,572个下调表达。从994个上调差异表达基因中筛选出39个可能与花青苷合成相关的差异表达基因。2.根据获得的差异基因EST序列,通过同源克隆得到IbMYB4基因,其ORF为720 bp,编码239 aa,预测蛋白质大小为27.0 kDa,等电点为7.65,基因组全长 1190 bp,含有3个外显子和2个内含子。qRT-PCR显示,IbMYB4在JS6-5中的表达量显著高于在其它甘薯品种中的表达,并且,IbMYB4基因受NaCl、PEG、ABA、MeJA和H2O2的诱导。IbMYB4基因编码蛋白定位于细胞核上。过表达IbMYB4拟南芥转基因植株中的花青苷含量显著提高。此外,转基因植株的耐盐性和抗旱性也显著提高。盐、旱胁迫下,转基因植株中的ABA、JA含量和SOD活性显著提高,MDA与H2O2含量则显著降低。通过qRT-PCR分析,在胁迫处理后,IbMYB4基因的过表达显著上调ABA信号途径、JA信号途径和ROS清除系统相关基因的表达,从而提高了其耐盐性和抗旱性。通过酵母双杂和双分子荧光互补实验获得了两个与IbMYB4互作的蛋白AtCYS-3A和AtCSN5B。推测IbMYB4可能与这些蛋白互作来提高拟南芥转基因植株的抗逆性。3.根据获得的差异基因EST序列,通过同源克隆得到IbMYB48基因,其ORF为801 bp,编码266 aa,预测蛋白质大小为30.9 kDa,等电点为8.73,基因组全长2293 bp,含有3个外显子和2个内含子。qRT-PCR显示,IbMYB48基因受NaCl、PEG、ABA、MeJA、SA和H2O2的诱导表达。IbMYB48基因编码蛋白定位于细胞核上。在拟南芥中过表达IbMYB48基因可提高转基因植株的耐盐性和抗旱性。在盐、旱胁迫下,转基因植株中ABA、JA、脯氨酸含量和SOD活性显著高于野生型植株,而MDA和H2O2含量显著低于野生型植株。通过qRT-PCR分析,在胁迫处理后,IbMYB48基因的过表达上调了 ABA信号途径、JA信号途径、脯氨酸合成途径和ROS清除系统相关基因的表达,从而提高了转基因植株耐盐性和抗旱性。4.根据获得的差异基因EST序列,通过同源克隆得到IbMYC2基因,其ORF为1419 bp,编码472 aa,预测蛋白质大小为53.04 kDa,等电点为6.26,基因组全长1419 bp,含有1个外显子。qRT-PCR 显示,IbMYC2 基因受 NaCl、PEG、ABA、MeJA、SA 和 H2O2 的诱导表达。IbMYC2基因编码蛋白定位于细胞核上。在拟南芥中过表达IbMYC2基因可提高转基因植株的抗旱性。在旱胁迫下,过表达植株中JA含量与SOD活性显著高于野生型植株,而MDA和H2O2含量显著低于野生型植株。通过qRT-PCR分析,在胁迫处理后,IbMYC2基因的过表达上调了JA信号途径和ROS清除系统相关基因的表达,从而提高了其抗旱性。