野胡萝卜（Daucus carota）为伞形科胡萝卜属二年生草本植物,具有生物量大、株型优美、生态适应性广、生长速度快和抗逆性强等特点。野外调查显示该植物在湘潭锰矿废弃地有大面积分布,并能正常开花结实,说明该植物具有较强的耐锰性,是锰污染植物修复具有开发价值的材料。本论文以野胡萝卜为材料,利用盆栽实验的方法研究了该植物对锰胁迫的表型适应特征、富集能力、亚细胞组分及化学形态、生理生化适应性特征及分子机理。研究结果将阐明野胡萝卜对锰胁迫的生理应答机理,解析野胡萝卜耐锰胁迫和高富集锰的内在机制,明确野胡萝卜叶片锰累积与解毒的关键基因和调控途径。研究结果如下:（1）萌发实验结果显示,随着锰浓度的增加,野胡萝卜种子的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数均呈先增加后下降的趋势。（2）盆栽实验结果显示,野胡萝卜幼苗及成株生物量均表现出低促高抑的趋势。在锰胁迫第7、15和30d时,野胡萝卜的根表面积、根体积、平均根直径、须根数和叶面积均随着锰浓度的增加呈先上升后下降的趋势。随着锰处理时间的延长,野胡萝卜比叶面积呈现下降趋势。胁迫第7d时,野胡萝卜的比叶面积随着锰浓度升高呈现下降趋势;胁迫第15d时,比叶面积随着锰浓度的升高呈现先上升后下降的趋势;胁迫第30d时,比叶面积则随着锰浓度的升高呈现上升的趋势。（3）盆栽实验结果显示,1000～5000μM锰处理增加了野胡萝卜叶片叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量和叶绿素a+b含量;当浓度继续增加且胁迫时间延长时,各值均降低。随着锰浓度的增加,在胁迫第7d时,野胡萝卜叶片中SOD和CAT活性先上升后下降,POD活性增加;在胁迫第30d时,SOD、POD和CAT均先上升后下降。随着锰浓度的增加,野胡萝卜叶片中脯氨酸、可溶性蛋白含量在第7、15、30d时均呈现先上升后下降的趋势。可溶性糖含量在第7d时随着锰浓度的升高而增加,在第15、30d时则随着锰浓度升高而先上升后下降。丙二醛（MDA）含量随着锰浓度的增加和胁迫时间的延长而增加。（4）叶片解剖结构结果显示,随着锰浓度的升高,野胡萝卜叶片主脉厚度、上表皮厚度、下表皮厚度均先增加后减小,叶片厚度则呈下降趋势。野胡萝卜栅栏组织厚度、海绵组织厚度和组织结构紧密度均随着锰胁迫浓度的升高呈现出先增加后降低的趋势。（5）随着锰浓度的增加,野胡萝卜地上部分和地下部分的锰含量均增加,在20000 μM锰处理下,野胡萝卜地上部分、地下部分锰含量分别达16948.37 mg·kg-1、13210.33 mg·kg-1。野胡萝卜的BCF和TF均大于1。野胡萝卜细胞壁组分和可溶性组分中锰含量所占比例最大;野胡萝卜体内的锰主要以乙醇提取态、去离子水提取态和氯化钠提取态存在。（6）对有无锰胁迫的野胡萝卜植株进行RNA-Seq转录组测序,共获得转录组15,938,788,680bp的基因数据。与对照相比,锰胁迫下野胡萝卜有4047条基因发生差异表达,其中2128条为上调表达。本研究筛选鉴定了 26条抗氧化防御差异基因、12条编码金属转运蛋白相关基因,初步构建了野胡萝卜锰防御和解毒的基因网络,为进一步揭示植物对锰累积与解毒的分子机理提供了依据。本研究表明,野胡萝卜可通过增加渗透调节物质浓度和增强抗氧化酶活性等方式减轻高浓度锰胁迫所造成的损伤,将大部分锰储存于细胞壁及液泡等方式,提高对锰的耐性。