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胡桃楸是我国东北地区“三大硬阔”之一,有较高的用材及药用价值。土壤干旱是限制其生长发育的重要因子。本研究以2年生胡桃楸幼苗为研究对象,研究在持续土壤干旱胁迫下不同时期(0 d、5 d、10 d、15 d、20 d、25 d)其叶片形态结构和各项生理指标的响应趋势。并选取发生明显生理变化时期的叶片与对照组进行转录组测序比较分析,在基因水平上初步探讨胡桃楸叶片应对干旱胁迫的响应机制,为研究树木抗旱响应机制及胡桃楸的合理培育与利用提供理论依据。主要研究结果如下:1、随着干旱胁迫程度逐渐加深,胡桃楸叶片含水量与相对含水量下降,叶片的上、下表皮细胞、栅栏组织、海绵组织厚度均逐渐减小;叶肉细胞排列变得疏松,木质部结构变得紧密而面积减小;栅栏组织与海绵组织的比值略有增大。胡桃楸叶片下表皮气孔口的长度、宽度和开放率均随胁迫加重呈现明显下降趋势,干旱胁迫下胡桃楸通过改变叶片结构和气孔大小,主动关闭气孔来降低蒸腾和呼吸作用失水,提高抗旱能力。2、干旱胁迫引起胡桃楸生理水平的响应主要包括光合能力改变、渗透调节和抗氧化调节几部分。干旱胁迫下胡桃楸的Pn和Tr均发生持续下降,Gs下降,Ci上升,光合作用受到非气孔因素的限制。随着干旱程度的加深,水分利用效率呈先上升后下降的趋势,于15d达到峰值。叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量呈现先上升后下降的趋势,于10d时达到峰值。干旱胁迫引起了叶片中渗透调节物质包括脯氨酸、可溶糖、可溶蛋白的积累以维持细胞膨压,于20d达到积累量峰值,此时分别为对照组的2.78倍、1.78倍和2.07倍。持续干旱造成了叶片细胞过氧化,细胞膜透性和MDA积累量持续上升,导致叶片中H2O2和O2-等有害活性氧的积累,从而诱发了抗氧化酶系统的响应,SOD、POD、CAT活性显著提高,于20d时达到峰值,此时分别为对照组的3.04倍、3.16倍和4.14倍,达到了及时清除活性氧等有害物质的作用,避免活性氧积累引起的氧化损伤。3、干旱胁迫引起了胡桃楸不同功能基因的差异表达,干旱胁迫处理与对照间的显著差异表达基因有4787个。其中对非生物刺激响应和膜成分的基因差异表达显著,在干旱胁迫下发挥了尤为重要的作用。通过对差异表达基因的进一步功能注释和分析,得到153个转录因子基因,58个植物激素信号转导基因,30个干旱响应基因和29个与生理指标变化相关的基因。这些功能基因在胡桃楸抵御干旱的过程中发挥了重要作用,减少了干旱对胡桃楸的损伤。