莲藕(Nelumbo nucifera Gaertn.)又名藕,是睡莲科(Nymphaeaceae)莲属多年生水生草本植物,在我国水生蔬菜种植面积中占首位,也是我国重要的出口蔬菜之一。莲藕具有丰富的营养价值和经济价值,肥大的地下茎是主要食用部位。莲藕的根系主要有两种,主根和不定根,但主根不发达,所以在莲藕的生长过程中,不定根的形成发育起关键作用。糖不仅为植物的根系生长提供营养,也充当着信号分子的作用。糖通过调控植物的基因的表达影响植物根系的形成。所以本文主要从三个方面研究了蔗糖、葡萄糖、果糖在莲藕实生苗不定根形成过程中的作用,初步探究并总结了糖在莲藕实生苗不定根形成中的调控机制,实验结果如下:1、利用不同浓度的蔗糖、葡萄糖、果糖溶液处理莲藕实生苗,观察不定根生根数和生根率的变化。结果表明:在实验观察期间内,低浓度的蔗糖对莲藕实生苗不定根生长具有促进作用,其中20g/L的浓度处理效果最明显;当蔗糖浓度高于40g/L时,不定根的生长被抑制。莲藕实生苗在10 g/L-30 g/L的葡萄糖和果糖溶液处理下,不定根生长与对照相比无明显作用,而高于40 g/L葡萄糖和果糖显著抑制实生苗不定根的发育。2、对清水处理(CK)、20 g/L和50 g/L蔗糖溶液处理下莲藕实生苗下胚轴进行外部形态和内部结构观察。结果表明:在观察期间内,50g/L蔗糖溶液处理下实生苗不定根原基生长缓慢,且未突破表皮。对照植株根原基发育迟缓且数量较少,而20 g/L的蔗糖溶液处理下实生苗在第3d已形成完整的根原基,说明20 g/L的蔗糖溶液处理最利于莲藕实生苗不定根的形成。3、利用清水处理(CK)、10 g/L、20 g/L、30 g/L、40 g/L和50 g/L的蔗糖溶液处理莲藕实生苗,发现莲藕不定根的POD活性在0-8 d均呈现先下降再上升再下降的趋势。而SOD活性在0-8 d呈现先上升再下降再上升的趋势。4、利用清水处理(CK)、20 g/L和50 g/L的蔗糖溶液处理莲藕实生苗,发现各个处理的莲藕实生苗下胚轴内源IAA含量在观察期内先上升后下降,20 g/L蔗糖溶液处理后的第4 d,莲藕实生苗的内源IAA含量显著高于其它处理。5、利用清水(CK)、10 μM和150 μM IAA溶液处理莲藕实生苗,我们发现在0-8 d内,莲藕实生苗不定根内源蔗糖含量呈先上升后下降的趋势。第6 d之后,10μM IAA溶液的处理内源生长素含量显著高于对照及150 μM溶液的处理。另外10 μM IAA处理实生苗后,初期不同浓度的IAA处理果糖含量均显著高于对照,后期葡萄糖含量在观察期内始终低于150μM处理。6、利用RNA-seq技术对不同浓度蔗糖溶液处理的实生苗下胚轴进行了测序,通过分析3个文库中基因的表达变化,研究蔗糖对莲藕实生苗不定根形成过程中代谢的影响。在CK vs GL 20中,1 089个基因的表达发生改变,其中上调基因表达426个,下调基因表达663个;在CK vs GL 50中,发现了 1 544个差异表达基因,其中上调基因表达430个,下调基因表达1 114个;在GL 20 vs GL 50中,共有401个基因改变了表达,其中上调基因表达85个,下调基因表达316个。上述差异表达基因大多富集在植物激素、碳水化合物代谢途径和酶催化途径中。利用qRT-PCR研究6个候选基因的表达,对测序数据的准确性进行验证,结果显示qRT-PCR与表达谱数据结果基本一致。