黄瓜(Cucumis sativus L.)是设施栽培的主要蔬菜作物,但其根系脆弱,对各种生物胁迫和非生物胁迫的抗性普遍较弱。研究表明,利用抗性优良的砧木进行嫁接栽培是提高蔬菜作物抗性的一条有效途径,黄瓜嫁接育苗技术已广泛应用于园艺生产。但黄瓜优良抗性砧木品种并不丰富,嫁接不亲和严重限制了优良砧木的有效利用,目前关于嫁接亲和性的研究大多停留在生理生化方面,分子生物学方面的报道相对较少。本研究首先以嫁接成活率和幼苗质量为指标筛选出两种亲和性有显著差异的南瓜砧木‘东洋神力’(Cucurbita moschata D.)和‘黑籽南瓜’(Cucurbita ficifolia Bouche);之后再以它们作砧木,以‘津春4号’黄瓜为接穗,以未嫁接和自嫁接黄瓜为对照,从蛋白质组学和转录组学几个方面探讨了嫁接亲和性的分子机制。主要研究结果如下:1.以‘津春4号’为接穗,研究抗性优良的15种砧木南瓜品种嫁接对黄瓜植株成活率、幼苗质量的影响。采用隶属函数法,评价嫁接亲和性对黄瓜幼苗质量的影响。结果表明,‘东洋神力’嫁接的成活率显著低于其它品种,幼苗质量以砧木‘黑籽南瓜’嫁接苗幼苗质量较高,‘东洋神力’表现较差。综合评价认为,‘黑籽南瓜’砧木嫁接黄瓜成活率、幼苗质量高,亲和性好,而‘东洋神力’砧木的亲和性较差。2.以‘津春4号’黄瓜品种作为接穗,两种亲和性有差异的南瓜品种‘东洋神力’和‘黑籽南瓜’作为砧木。研究了嫁接亲和/不亲和对形态学结构、抗氧化酶活性、苯丙素含量以及叶绿素荧光水平的影响。结果表明,嫁接亲和的组合表现出对由嫁接导致的氧化胁迫更强的抗性,以及相对较弱的苯丙素代谢水平。嫁接不亲和组合的叶绿素荧光除了初始荧光外,其它荧光水平都较低。并且嫁接亲和组合的隔离层比嫁接不亲和组合出现的更早。这些形态学、生理和细胞水平的差异可能导致了亲和性的不同。3.为了从蛋白质组学的角度更好地阐释嫁接亲和性的分子机制,本文采用双向凝胶电泳和MALDI-TOF/TOF MS技术,研究了嫁接亲和与不亲和组合的嫁接苗叶片蛋白质组差异。黄瓜幼苗做接穗,两种亲和性差异明显的南瓜品种做砧木,自嫁接和未嫁接的黄瓜幼苗做对照。在每一块双相电泳凝胶上可检测到大约500个点,自嫁接、亲和砧木嫁接和不亲和砧木嫁接组合共有55个差异化表达的蛋白点,这些蛋白点也都成功地被MALDI-TOF/TOFMS鉴定。结果表明,卡尔文循环,光合器官,糖酵解途径,能量代谢,蛋白质合成和降解,活性氧代谢很可能会增强亲和嫁接组合的生物量和光合性能。因此,亲和砧木嫁接植株生理代谢和生长表现优于不亲和砧木嫁接植株,可能是由于其植株内与光合作用、碳水化合物和能量代谢及蛋白质代谢相关的蛋白表达量较高,同时,亲和砧木嫁接对胁迫防御、氨基酸代谢和其他代谢功能的调控在改善植株生长表现方面也起到了重要作用。4.为了更好的探明嫁接亲和性的分子机制,本研究采用转录组高通量测序技术,研究亲和性不同的南瓜砧木嫁接对黄瓜叶片转录组的影响。最终,得到了与嫁接亲和性有关的特异表达基因223个,与嫁接不亲和的植株相比,嫁接亲和的植株叶片中有82个特异基因表达上调,141个特异基因表达下调。上述差异表达基因分别参与了代谢过程,蛋白质代谢,运输,转录调控,氧化还原,防御应答和信号传导等过程。其中,亲和嫁接组合通过增加碳水化合物代谢及细胞壁相关的差异表达基因的表达来增强细胞增殖能力,从而促进植株生长;不亲和组合通过增加氧化还原和胁迫应答相关的转录因子和激酶差异表达基因的表达,从而响应由嫁接不亲和导致的胁迫。