樱桃属多为不耐涝树种,在生产中由于短期强降水,排水不良等因素造成樱桃树死亡的事例屡见不鲜。辽宁省樱桃产区是我国第二大樱桃产区,由于地理位置因素,夏季时有短期强降雨的出现,这对樱桃生长极为不利。因此本研究以辽宁产区樱桃主要砧木—东北山樱为主要试材,通过模拟夏季短期淹水来研究樱桃砧木根系响应短期水涝胁迫的生理和分子机制,为调控樱桃砧木耐涝性提供依据。主要研究内容与结果如下:1.通过比较四种樱桃砧木对短期水涝响应,发现短期水涝初期(0-3 h)四种樱桃砧木根活力与对照均无明显差异,而在24 h时四种樱桃砧木根系活力显著下降,而东北山樱下降幅度大于相对耐涝品种大青叶和吉塞拉。水涝24 h后四种樱桃砧木根系呼吸速率显著下降;不同于其它三种砧木,东北山樱呼吸速率变化剧烈且在6 h达到最大值。水涝胁迫下水涝敏感型砧木(马哈利和东北山樱)根系内可溶性碳水化合物含量、抗氧化酶活性和抗氧化物含量显著低于相对耐涝砧木(大青叶和吉塞拉)。2.对东北山樱水涝0 h、3 h、6 h和24 h进行高通量测序,共获得597,474个unigene,其中355,350(59.47%)个unigene可被至少一个数据库注释。GO将unigene分成3大类57个功能群组,发现碳水化合物代谢、能量代谢、生物合成等过程在水涝条件下显著富集。对通过差异表达分析获得27,844个差异基因进行进一步注释,发现大量差异基因富集到糖酵解/糖异生通路,且不同水涝时间下差异基因数目和种类也不尽相同,其中共有52个差异表达基因在四个水涝时期均有表达。通过聚类分析将糖酵解/糖异生通路中所有差异基因聚类为四组,结果发现水涝6 h是一关键时间节点,在此时上调表达差异基因达到最大值且在水涝6 h之后基因表达量变化趋势出现差异。3.从根系能量水平、糖酵解/糖异生及信号转导过程三方面探讨了植物对不同水涝时间的响应机制,结果表明:在水涝0-6 h东北山樱根系内可利用非结构性碳水化合物、能荷与ATP含量维持在相对较高的水平,有效地保证了根系细胞对能量的需求;而水涝24 h后由于发酵途径效率较低以及可溶性碳水化合物被消耗,致使根系细胞陷入能量危机,进而对根系产生不良影响。在短期水涝胁迫条件下糖酵解/糖异生代谢关键酶己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸脱羧酶、乙醇脱氢酶和乳酸脱氢酶活性和相关基因表达量在水涝0-6 h显著增加,这表明糖酵解/糖异生在短期水涝条件下起重要调控作用。在水涝3 h参与水涝信号传导相关基因RAP2.2和Ps-CIPK显著上调,这表明水涝3 h是东北山樱感知水涝胁迫信号的重要时间节点,而水涝6 h是碳水化合物代谢相关基因大量表达以及关键酶活性显著增加的时间节点。4.通过比较不同涝后恢复时间对东北山樱根系无氧代谢产物、ATP水平、ROS积累、抗氧化酶活性及基因表达量的变化,结果发现,水涝恢复1 d后东北山樱根系能量水平基本可恢复正常状态,但此时根系内过氧化氢、超氧阴离子大量积累;而在水涝恢复3 d后东北山樱根系中清除ROS相关基因显著上调表达,过氧化氢和超氧阴离子含量较涝后恢复1 d显著下降;水涝恢复5 d后东北山樱根系能量水平和活性氧含量基本恢复到正常状态。