黄花苜蓿（Medicago falcata L.）是一种重要的豆科牧草,与紫花苜蓿有较近的亲缘关系,其抗旱性较强,具有很多抗旱基因资源,是豆科牧草抗逆育种中重要的种质资源,也是紫花苜蓿品种改良的重要基因库。新疆气候干旱,严重影响紫花苜蓿的产量和品质,因此培育耐旱性较强的苜蓿新品种对于推动苜蓿产业发展十分重要。本实验以新疆黄花苜蓿为实验材料,在400 m M甘露醇模拟干旱胁迫条件下,研究黄花苜蓿幼苗形态与生理的变化以及幼苗在不同胁迫时间（0 h、2 h、6 h、12 h、24 h、36 h和48h）的响应机制,通过转录组分析、趋势分析和WGCNA共表达网络分析,挖掘黄花苜蓿中抗旱关键基因和模块,并筛选出关键ERF基因进行功能研究,主要结果如下:（1）随着干旱胁迫时间的增加,黄花苜蓿植株形态的萎蔫程度不断加重;通过测定多种生理指标,发现黄花苜蓿体内的丙二醛和脯氨酸含量增加,SOD、POD和CAT等抗氧化酶活性增加,表明黄花苜蓿受到了一定程度的渗透胁迫伤害。（2）对黄花苜蓿干旱胁迫处理不同时间下的样本进行转录组测序,共获得注释基因172,892个,差异表达基因16,304个,通过与0 h进行比较,共筛选差异共表达基因1,219个,其中包含88个转录因子基因,它们共分为16个家族,其中b HLH、ERF、b ZIP、NAC、HD-ZIP类型的转录因子数目较多。通过WGCNA分析鉴定了3个与黄花苜蓿干旱应答密切相关的模块,并筛选出4个与干旱胁迫相关的ERF转录因子基因（MfERF053、MfER9、MfER034和MfRAP2.1）。（3）通过同源克隆方法获得MfERF053、MfER9、MfER034和MfRAP2.1的全长编码区,序列分析发现它们均包含AP2保守结构域,与蒺藜苜蓿的EFR基因具有较高的同源性。通过表达谱数据分析,发现紫花苜蓿和蒺藜苜蓿的4个ERF同源基因的表达水平在干旱、盐、ABA和冷胁迫等多种胁迫诱导下显著上升。对MfERF053基因在黄花苜蓿不同组织材料中的表达水平进行分析,发现该基因在各个组织中均有表达,在根中的表达量最高,可能与根中水分运输调控渗透胁迫相关。（4）为了进一步探究MfERF053基因的功能,本论文构建了含MfERF053的转录表达载体,在烟草叶片中的瞬时表达结果表明MfERF053蛋白具有转录激活活性。亚细胞定位结果表明MfERF053蛋白主要定位在细胞核和质膜。（5）为了验证MfERF053在植物体内的功能,本研究通过花序侵染法将MfERF053转入模式植物拟南芥中,共获得拟南芥过表达的纯合株系25株,筛选表达量高的3个株系进行抗逆评价。结果表明,在干旱、盐和ABA胁迫条件下,过表达MfERF053基因的拟南芥的根长、侧根数和鲜重都显著高于野生型;在土壤培养条件下进行干旱胁迫和盐胁迫后,过表达MfERF053基因的拟南芥长势均明显优于野生型;定量PCR分析表明,MfERF053基因的过量能够激活拟南芥中胁迫相关基因的表达,从而抵御非生物胁迫。（6）通过农杆菌介导的叶片转化法获得转基因紫花苜蓿72株,通过PCR鉴定阳性株系40个,通过荧光定量PCR筛选出高表达株系3个用于后续抗逆分析。表型分析发现,过量表达MfERF053基因的紫花苜蓿株高、分枝数和生长速率均高于野生型。过表达紫花苜蓿中胁迫响应基因ATPase和HSP23的表达量相对于野生型明显提高。综上所述,本论文通过干旱处理后的黄花苜蓿转录组分析,筛选并克隆了4个与干旱相关的ERF转录因子基因。发现其中的一个基因MfERF053在根中特异高表达,其表达水平受到多种胁迫的诱导。MfERF053基因在拟南芥中的过表达可以通过增加根长、增多侧根数和诱导抗逆相关基因的表达水平来提高抗旱、抗盐和ABA的敏感性。MfERF053基因在紫花苜蓿中的过量表达可以增加株高、分枝数和诱导抗逆相关基因的表达水平。本论文从黄花苜蓿中挖掘了干旱胁迫响应基因,创制了抗旱相关基因MfERF053的过表达材料,为紫花苜蓿抗旱分子育种提供理论依据和新材料。