甜瓜是世界重要的果品之,也是我国重要的设施栽培作物。甜瓜的耐盐性在所有瓜类作物中仅次于南瓜，这使其有可能成为耐盐高产的作物种质资源。甜瓜耐盐性方面的研究主要集中在生理生化方面，有关甜瓜耐盐的分子机制鲜有报道。随着甜瓜基因组测序的完成和分子生物学技术的不断发展，使得利用现代生物学手段来深入研究探讨甜瓜的耐盐分子机制成为可能，也有利于更全面地了解甜瓜的各种抗逆调控机制。本研究首次利用高通量测序技术(Illumina)对两个甜瓜品种的正常叶片（对照）和300mmol/L NaCl处理后的叶片进行转录组测序；对盐胁迫前后两个品种的离子流、叶绿素荧光、光合强度、蒸腾速率、气孔导度、植株干鲜重等进行测量；结合转录组数据和生理数据全面分析甜瓜盐胁迫下的基因表达变化，挖掘盐胁迫响应基因，并对这些基因进行功能预测和代谢途径分析；采用qPCR对转录组测序结果进行验证，并进步分析了12个编码不同功能蛋白的基因在盐胁迫1h，24h，1周三个时间点的表达模式。主要研究结论如下：1、研究盐胁迫对不同甜瓜品种幼苗叶绿素荧光参数、光合特征值、离子流、生物量的影响，为筛选耐盐响应基因提供生理数据。高浓度NaCl(300mmol/L)胁迫使净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、Fv/Fm、ФPSII降低，初始荧光(F0)、胞间CO2浓度(Ci)提高。‘玉露’受盐胁迫的影响程度小于‘冰雪脆’。300mmol/L浓度的高盐胁迫引起光合速率下降的主要原因是非气孔限制。高浓度NaCl(300mmol/L)胁迫使Na+、K+由内流状态变为外流状态，同时Cl-的内流量显著增大，体现了甜瓜的自我防御机制。2、Illumina测序平台对两个甜瓜品种的叶片组织的对照和300mmol/L NaCl处理四份材料进行转录组测序。共得到近4千万条100bp的高质量配对短序列，总数据量为7.67G。采用序列组装软件Cufflinks进行序列组装，共获得32625条基因。通过与已知甜瓜基因组数据进行序列比对，匹配度可达85.77%。‘冰雪脆’和‘玉露’样本中的基因分别为17607条和22126条，分别占32625个总基因的54.5%和67.8%。3、使用RPKM标准化处理方法，分别对两个甜瓜品种盐胁迫前后的测序文库进行差异比较分析，‘冰雪脆’和‘玉露’分别有1171个和1487个基因存在显著差异(︱log2Ratio︱≥1且P≤0.05)。‘冰雪脆’和‘玉露’有大量的共表达基因，包括232个共同上调基因和379个共同下调基因，同时‘冰雪脆’和‘玉露’有1436个基因具有品种特异性。4、将获得的基因与NCBI数据库NR进行比对(E-value <1e-6)，对其功能进行注释，根据NR数据库注释的信息，共有16875(占57.1%)条基因映射到GO不同的节点(term)，并按照分子功能(Molecular function)、细胞组分(Cellularcomponent)及参与的生物过程(Biological process)对这些基因进行分类。5、根据Blast2GO的结果统计，在‘冰雪脆’和‘玉露’共同上调的232个基因中，有155个(66.8%)在NCBI的NR数据库中映射到GO不同的节点(term)；共同下调的306个基因中，有127个(41.5%)基因映射到GO不同的节点(term)。在1436个‘冰雪脆’和‘玉露’特异性差异基因中，有894个(62.3%)基因映射到GO不同的节点(term)。即共有1176个差异表达基因有GO注释。对被注释的1176个差异表达基因进行了3个类别的分类，在生物过程中，细胞代谢、基础代谢、大分子代谢、氮合成代谢、氧化还原过程、色素沉淀及生物功能的定位等注释的基因富集，说明在甜瓜盐胁迫过程中存在大量参与调控细胞代谢和氧化还原等生理生化过程的基因；而分子功能中，binding (离子结合等各种连接形式)和activity (包括催化酶、跨膜转运蛋白、电子载体等)中注释的基因最多。表明这些基因在甜瓜盐胁迫后的生长发育、生理调控等方面发挥着重要作用。6、通过对差异基因进行KEGG代谢通路富集分析，共有2166个差异表达基因注释到26个代谢通路(Pathway)，包括苯丙氨酸代谢途径、植物激素信号转导通路、次生代谢产物的生物合成、光合作用、淀粉和蔗糖代谢、二羧酸代谢等，表明盐胁迫响应基因参与上述代谢途径的调控，在甜瓜盐胁迫调控等方面发挥着重要作用。并发现10个基因参与了2条苯丙氨酸次生代谢途径。这些基因的发现丰富了盐胁迫下次生代谢产物的调控数据。玉露的差异表达基因在生长素、细胞分裂素、脱落酸、油菜素内酯等激素信号转导通路中富集，这些基因的发现为研究盐胁迫下甜瓜的激素信号转导途径及调控机制提供参考数据。7、采用qPCR法对12个差异表达基因（包括转录因子、硝酸盐转运体、水通道蛋白和钾离子通道基因）进行基因表达水平的验证，结果表明qPCR法与转录组分析结果基本致，说明分析结果基本反映了甜瓜叶片组织内基因的真实表达情况。8、盐胁迫下两种甜瓜品种表现的不同叶绿素荧光参数体现了这两个品种盐胁迫时转录水平调控方式可能有所差异。通过鉴定两个品种盐胁迫应答转录因子，比较转录因子的表达差异，加深对甜瓜转录因子表达特性的了解，为进步深入研究这些转录因子的功能提供参考。9、在‘玉露’和‘冰雪脆’的盐胁迫差异表达基因中筛选得到甜瓜转录组中与盐胁迫过程密切相关的参与物质运输与调控、抗氧化调节、糖代谢途径、细胞壁组成、光合作用的相关基因及热激蛋白、胚胎发育晚期丰富蛋白等与盐胁迫相关的基因，它们涉及了植物的物质运输、信号传递、活性氧清除、渗透调节、细胞防护、光合作用、蛋白结构保护和修复等方面，将响应基因和生理生化试验数据结合起来，推测影响这些生理生化指标的相关调控基因和机制。10、采用qPCR法分析12个盐胁迫基因在盐胁迫后三个时间点(1h、24h、1周)的表达模式。重点关注转录因子、离子转运体等相关基因，通过这些盐胁迫响应基因的表达模式，分析它们的盐胁迫响应特征。