多倍化在植物进化和物种形成中起着十分重要的作用。关于多倍体植物的研究工作也从最初的形态生理研究发展到基因组和转录组水平研究,然而对远缘杂交多倍体及高倍性植物如六倍体的进化机制研究相对较少,对于多倍体植物抗逆的分子机制目前也还很不i清楚。本课题选取了一组种间杂交及一组属间杂交得到的多倍体材料进行基因表达水平的研究,分别是芸薹属六倍体和萝卜芥蓝异源四倍体,分析了正常生长及逆境胁迫下多倍体植物与亲本中基因表达的变化。我们运用高通量技术RNA-Seq比较了人工合成芸薹属六倍体与其亲本之间的转录组差异。共得到35644409条reads,匹配到基因数为32642,其中在父本白菜型油菜、母本埃塞俄比亚芥和六倍体植物中分别有29260、29060和29697个基因被检测到。六倍体植物与其两个亲本之间的差异基因有7397个,占到总基因数的22.66%,其中在六倍体植物与其父本白菜型油菜之间有3184个差异基因,这些基因主要参与了植物体内次生代谢产物的生物合成、植物与病原体的相互作用、光合作用及生理节律等途径。六倍体植物与其母本埃塞俄比亚芥之间有2233个差异基因,这些差异基因主要功能是参与植物与病原体的相互作用、植物激素信号转导、核糖体代谢、柠檬酸与松萜降解、光合作用以及次生代谢产物合成等生物途径。我们发现六倍体植物中基因表达水平与其父本差异更大,而偏向其母本,这种亲本的偏向性可能与母体效应有关。在差异表达基因中还有大量转录因子基因及转甲基酶和甲基化酶编码基因,这些基因通过复杂的调控网络在六倍体植物的形态建成和适应性进化过程中可能起着重要作用。芸薹属六倍体中非加性表达基因占到总基因数的7.797%,与加性表达基因相比,非加性表达基因在许多功能类别如应激反应、免疫系统、细胞代谢、生物节律、发育过程、色素沉淀、种子萌发和趋向性反应,以及催化活性、抗氧化活性和转录调节活性中都有富集。通过比对了两组多倍体材料的部分亲本同源基因的序列片段,发现芸薹属的埃塞俄比亚芥和白菜型油菜基因组具有高度同源性,萝卜和芥蓝基因组的同源性也很高,但稍低于埃塞俄比亚芥和白菜型油菜基因组的同源性。对正常生长情况下的基因表达研究表明,萝卜芥蓝四倍体和芸薹属六倍体中基因大都为非加性表达,萝卜芥蓝四倍体中还发现有基因表达的母本偏向。芸薹属六倍体中有少数基因在特定组织中的表达高于两亲本之和,体现了基因的剂量效应。对两组多倍体材料进行的低温胁迫实验中,大部分基因在胁迫处理6小时后表达都下调,该结果可能与胁迫处理时间较长有关；然而两组多倍体中PAL基因在胁迫处理6小时后表达都显著上升,说明了植物代谢途径启动抗低温胁迫响应需要的时间比抗氧化酶系统要长。在盐、干旱胁迫处理中,随着胁迫时间的延长,基因表达的变化趋势都是先上升后下降。萝卜芥蓝四倍体中基因的表达变化比其两亲本要缓慢,表达变化的幅度则与亲本没有太大的差异；芸薹属六倍体中基因的表达上升速度较亲本要快,部分基因上升的幅度显著大于亲本中相应的基因,说明这两组多倍体植物在其抗逆的分子机制方面是不一样的,其中萝卜芥蓝四倍体对逆境的承受能力更强,芸薹属六倍体对逆境的适应能力更强,我们的研究从基因表达水平上证明了多倍体植物的抗逆能力比亲本高,并为探讨多倍体抗逆的分子机制提供了方向。通过对两组多倍体植物材料的基因表达研究,我们从分r水平探讨了远缘杂交对多倍化过程产生的影响；证明多倍体植物中存在不同的抗逆机制;为深入研究多倍体植物特别是远缘杂交多倍体及高倍性多倍体的进化和适应性机制提供了丰富的信息。