垂丝海棠(Malus halliana Koehne)树形优美,花色艳丽,具有很高的观赏价值、食用价值和药用价值,但不耐水涝,盆栽垂丝海棠在水涝情况下容易烂根。随着环境条件的日益恶化,长江中下游地区涝害现象愈发严重,江苏地区的垂丝海棠种植产业严重受到涝害的影响。作为一种抗逆信号分子,一氧化氮已在很多作物、蔬菜、花卉中被证明能够提高植物的耐涝性,但一氧化氮在垂丝海棠耐涝性分子调控机制的研究尚属空白。在本研究中,以垂丝海棠二年生实生苗为试材,采取处理分别为SNP、cPTIO和ddH2O处理(对照组)。通过高通量转录组测序技术检测并比较了水涝胁迫下不同处理间差异表达基因的表达量变化;以此为基础,对水涝胁迫下不同处理间的脱落酸和乙烯等植物激素含量、叶绿素含量、抗氧化酶活性、丙二醛和脯氨酸含量进行测定和比较。本研究旨在初步揭示一氧化氮影响垂丝海棠耐涝性的分子调控机制,阐明其调控路径,为垂丝海棠耐涝性的研究奠定理论依据和实验基础。主要研究结果如下:1、基于Illumina HiSeq 4000测序平台,对水涝胁迫24小时后SNP处理组、cPTIO处理组和ddH2O处理组的叶片进行转录组测序。结果表明,有效数据量分别为7.39G、6.60G和6.93G,质量评估表明3个转录组文库质量较好,基因打断随机性好,reads在基因各部位应分布均匀,文库表达量较高,定量准确;3个转录组文库中差异表达基因(DEG)总量分别为2671、3044和2835个;火山图分析表明cPTIO vs ddH2O组中拥有最多显著下调的DEG,SNP vs cPTIO组中拥有最多显著上调的DEG;GO分类表明,SNP vs ddH2O 比对组中有1467个DEG与水分胁迫相关,1249个DEG与蛋白质泛素化相关;GO富集分析表明,无氧呼吸、乙烯和脱落酸的DEG表达量差异显著;KEGG注释分析表明,DEG主要分布于碳水化合物代谢途径、信号转导途径和氨基酸代谢途径;互作系统网络分析表明,一氧化氮显著影响了脱落酸和乙烯合成相关基因的表达量。2、通过对水涝胁迫5天、10天、15天SNP处理组、cPTIO处理组和ddH2O处理组的叶中植物激素含量进行测定,结果表明,外源一氧化氮能够通过NOS合成途径正向调控水涝胁迫下垂丝海棠叶中一氧化氮的合成机制,与转录组测序结果中NOS合成酶相关基因表达量变化一致;一氧化氮促进了水涝胁迫下垂丝海棠体内ABA的积累,转录组测序结果也表明垂丝海棠中ABA合成机制和代谢机制中相关基因的表达被外源NO所调控,说明NO可以正向调控垂丝海棠中ABA的合成机制;一氧化氮抑制了水涝胁迫下垂丝海棠叶中的乙烯含量,转录组数据表明垂丝海棠叶中乙烯合成相关基因的表达量也显著降低,说明NO可以负向调控垂丝海棠中乙烯的合成机制,推测是为了抑制水涝胁迫引发的不定根形成,避免逆境条件下能量和物质过度消耗。3、通过对水涝胁迫5天、10天、15天SNP处理组、cPTIO处理组和ddH2O处理组的叶中活性氧清除系统进行测定,结果表明,一氧化氮抑制了水涝胁迫下垂丝海棠叶中MDA含量,提高脯氨酸含量,增强SOD、POD和CAT的酶活性,转录组数据也表明抗氧化酶合成途径中相关基因的表达量显著增加,表明NO能够保护垂丝海棠中活性氧清除系统,有效抑制氧自由基的过量积累,减轻水涝胁迫对垂丝海棠的伤害。