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马铃薯（Solanum tuberosum L.）为高度杂合的同源四倍体,我国马铃薯遗传基础狭窄,研究相对滞后。而辐射诱变与离体培养相结合,可发掘基因资源、拓宽遗传基础,是选育优质高产马铃薯新品种的有效措施。本研究以“川芋10号”茎段愈伤组织为材料,采用响应面法优化马铃薯愈伤组织高效再生体系;以不同剂量的60Co-γ辐照愈伤组织,运用高效再生体系获得诱变后代,分析愈伤组织60Co-γ诱变效应;通过形态法筛选表型突变体,采用石蜡切片、EST-SSR分子标记、转录组技术对变异植株特性进行了分析。主要结果如下:1.利用响应面法优化马铃薯愈伤组织再生体系的植物生长调节剂TDZ、2,4-D、GA3最佳配比。结果表明:响应面法优化所得模型的R2为0.9921,确定了“川芋10号”茎段愈伤组织芽分化最佳培养基,为MS+2.02 mg/L TDZ+0.08 mg/L 2,4-D+2.25 mg/L GA3,在此条件下,证实了该植物生长调剂配比的有效性,为下一步进行马铃薯愈伤组织辐照诱变育种提供高效再生体系。2.通过形态法,研究不同60Co-γ辐照剂量对马铃薯茎段愈伤组织与其再生植株的影响,并利用石蜡切片法比较“川芋10号”（WT）与8份诱变后代（M1-M8）叶显微结构,采用主成分分析、隶属函数法,对叶显微结构的指标进行抗旱性初步评价。结果表明:马铃薯愈伤组织辐照诱变最适剂量在1024.8 Gy;再生植株突变方向及突变程度具有不确定性;选取海绵组织、栅栏组织、上表皮及下表皮厚度作为抗旱性初步评价的主要指标,预测抗旱能力最高的是突变体M1。3.从13对引物中筛选出4对条带清晰、多态性较高的引物,对“川芋10号”（WT）和20份诱变后代（M1-M20）DNA进行EST-SSR分子标记分析,利用NTsys2.10e软件计算遗传距离和聚类分析。结果表明:4对引物扩增获得14个多态性位点,21份材料遗传距离范围为0.0000.2057,平均值为0.0498。其中13份诱变后代与“川芋10号”（WT）存在遗传差异,但遗传距离较小,其中突变体M1与WT间遗传距离最大,为0.2057。表明60Co-γ辐照能诱变马铃薯愈伤组织,获得一些再生植株的遗传突变体。4.“川芋10号”（WT）和变异程度最大,抗旱能力最强的突变体M1进行Illumina HiSeq x-ten测序分析,经数据过滤、基因组比对,筛选显著差异表达基因,并进行GO和KEGG分析。结果表明:共有2820个DEGs;1655个DEGs注释到GO条目,富集分析表明突变体M1受辐照影响植物分子功能、细胞结构及生物学过程发生了变化;1993个DEGs注释到KEGG通路中,富集到次生代谢产物的生物合成和植物-病原互作的DEGs最多,特别是参与精氨酸和脯氨酸代谢调控ACT、类黄酮生物合成有关的ANS及植物效应触发免疫有关的RIN4、RPM1、RPS2、PIK1、HSP90B相关的基因表达差异显著,预测这些基因的表达变化可能与突变体M1具有对环境适应能力、抗逆性及抗病性的变异特征有关。