沙芥（Pugionium cornutum（L.）Gaertn.）为十字花科沙芥属2年生草本植物,分布于我国的内蒙古、宁夏、甘肃等省区。沙芥为我国特有种,且沙芥营养价值丰富,可食用、饲用,抗逆性好,可用于预防水土流失,具有很高的经济、生态价值,但由于环境恶化以及人为破坏,其野生种逐年减少。目前沙芥属植物已开始人工种植,但连作产生的自毒作用会导致出苗不整齐、出苗率低、生长不良以及减产等问题。自毒作用是植物通过淋溶、残体分解、根系分泌等方式向周围环境释放自毒物质,对植物生长起到阻碍作用的现象,是连作障碍形成的主要原因之一。因此,为克服沙芥连作障碍,确保沙芥的营养价值,是实现沙芥种植产业可持续发展的重要条件。本课题组前期已对沙芥进行了分离鉴定,提取出多种自毒物质,为此本实验以沙芥幼苗为试材,分别用 0 mmol/L、0.01mmol/L、0.1mmol/L、lmmol/L 和 10mmol/L 浓度的邻苯二甲酸溶液处理幼苗,探讨不同浓度邻苯二甲酸对沙芥幼苗生理生化、土壤环境以及分子机制的影响。揭示沙芥连作自毒作用物质的作用机理,从而解决连作障碍,为更好的开发和利用沙芥提供理论依据。主要研究结果如下:1.随着邻苯二甲酸浓度的增加,沙芥幼苗根长、叶长、根叶鲜重、根叶干重逐渐降低,在邻苯二甲酸浓度大于0.1mmol/L时,开始显著下降,在邻苯二甲酸浓度为10mmol/L是达到最低,说明邻苯二甲酸浓度大于0.1mmol/L时,沙芥幼苗的生长受到抑制。2.随着邻苯二甲酸浓度的增加,沙芥根、叶中保护酶活性呈现先增加后降低的趋势,邻苯二甲酸在浓度为0.01mmol/L时处理沙芥幼苗,植株的保护酶活性增强;随浓度继续增加,沙芥中酶活性显著下降,使脂膜过氧化作用增强,MDA含量随之显著升高。3.随着邻苯二甲酸浓度的增加,沙芥叶片叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b都呈现逐渐降低的趋势。沙芥叶片的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）先升高后降低;光能转化率（Fv/Fm）、电子传递效率（ΦPSII）、光化学猝灭系数（qp）逐渐降低;非光化学猝灭系数（NPQ）逐渐升高。4.随着邻苯二甲酸浓度的增加,沙芥根际土壤中的土壤细菌、真菌和放线菌数量先增加后降低,土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性呈现先增后减的趋势;5.对沙芥根系进行转录组测序分析（RNA-Seq）,共获得60.39 G的CleanData,各样本的有效数据量分布在5.73-7.42 G。在邻苯二甲酸浓度为0.1mmol/L时与对照相比差异基因共有1085个,其中上调基因数目703个,下调基因数目382个;而邻苯二甲酸浓度为10mmol/L时与对照相比差异基因共有5998个,上调基因数目4385个,下调基因数目1613个;Z2邻苯二甲酸浓度为10mmol/L时与邻苯二甲酸浓度为0.1mmol/L时相比差异基因共有5843个,上调基因数目有4023个,下调基因数目有1820个。其中所有上调基因数目显著高于下调基因数目。6.通过对沙芥根系不同浓度邻苯二甲酸处理后沙芥根系测序结果进行挖掘,发现抗氧化酶相关差异基因存在正向、负向两种调控方式。类黄酮化合物合成途径相关差异基因都表现为上调。光合作用合成途径中有正向、负向2种调控方式。苯丙烷合成途径中大部分基因描述与过氧化物酶和其他酶相关,且存在正向、负向2种调控方式。