豇豆是豆类蔬菜中比较常见的一种蔬菜,俗称豆角,蝶形花科一年生草本植物,适应性强,在中国、印度和东南亚等地区种植较多,有较高的经济效益。近年来,由于环境条件的变化及连作障碍等人为因素的影响,在豇豆生产过程中病虫害加重,使豇豆的产量、品质等难以满足蔬菜生产的需求,且豇豆是蝶形花冠,杂种优势难以在F1代体现。育种上通过染色体加倍后获得的多倍体普遍具有果实大、抗性强、营养品质好等诸多优良特性。利用现在的科学技术手段对现有的二倍体豇豆进行诱导从而获得四倍体豇豆,探究四倍体豇豆的生理及分子机制,对今后四倍体豇豆投入生产及多倍体育种具有重要意义。本试验以普通二倍体豇豆（HN-56）为材料,通过露白种子浸泡法、茎尖点滴法、离体诱导法三种方法,选用不同浓度的秋水仙素溶液进行诱导,比较不同诱导方法及不同诱导浓度间的优劣性。对获得的四倍体豇豆材料进行生理生化指标测定,并对其基因表达谱和DNA甲基化进行分析,以二倍体豇豆为对照进行比较,探讨两者之间的主要差异,为今后多倍体的研究提供数据基础和理论依据。其主要结果如下:1.不同的诱导方法均能诱导出四倍体豇豆,但三种方法各有优劣。露白种子浸泡法在0.15%浓度秋水仙素处理1h的四倍体诱导率最高,为23.33%,这种方法操作简单,处理周期短,但四倍体豇豆的诱导率相对较低。茎尖点滴法在0.15%浓度秋水仙素处理4次的四倍体诱导率最高,为36.67%,这种方法操作较为复杂,点滴茎尖时费时费力,且处理周期相对露白种子浸泡法要长,但四倍体豇豆诱导率相对较高。离体诱导法在0.004%浓度秋水仙素处理下,四倍体芽诱导率最高,达40.91%,这种方法操作最为繁琐,要先筛选出种子萌发最适培养基、不定芽诱导最适培养基,再在筛选出的不定芽诱导培养基中添加秋水仙素进行诱导,处理周期长,接种外植体条件较为严格,但这种方法的四倍体诱导率是最高的。2.四倍体豇豆与二倍体豇豆的主要表型之间存在较大差异。与二倍体相比,四倍体植株叶片、茎粗、花瓣、果荚均表现出巨大性,叶片的气孔密度降低了44.92%,保卫细胞增大,保卫细胞中的叶绿体数增加了67.17%。3.四倍体和二倍体豇豆的光合生理存在较大差异。与二倍体相比,四倍体豇豆叶片中的叶绿素含量增加了35.18%,可溶性糖含量增加了28.09%,可溶性蛋白含量增加了33.33%。叶绿素荧光参数中的最大荧光（Fm）、光化学猝灭系数（q P）、光化学效应（Fv/Fm）的日变化趋势相似,但初始荧光（Fo）、非光化学猝灭系数（NPQ）、有效光化学量子产量（Y（Ⅱ））的日变化趋势存在较大差异。四倍体的Fo小于二倍体,q P、NPQ、Fv/Fm、Y（Ⅱ）均高于二倍体。四倍体豇豆植株表现出优良的光合性能,具有更好的环境适应能力。二倍体和四倍体植株的光合作用参数中的光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）的日变化趋势存在较大差异,而胞间CO₂浓度（Ci）的日变化趋势相似。四倍体植株全天的Pn、Tr、Gs整体水平高于二倍体,最大净光合速率高于二倍体,光补偿点低于二倍体,说明四倍体豇豆植株的光能利用率和光合产量均高于二倍体。4.对四倍体和二倍体豇豆进行基因表达谱分析,比较两者的基因表达情况,并参考Gene Ontology和KEGG Pathway等数据库对差异表达基因进行功能分类和富集分析。结果发现四倍体和二倍体豇豆共有2678个基因差异表达,其中有421个基因在四倍体中的表达量高于二倍体,有2257个基因的表达量低于二倍体。通过Gene Ontology注释分析表明这些差异表达基因主要参与豇豆的代谢和细胞组分等相关功能。通过KEGG Pathway分析显示大部分差异表达基因主要显著富集在苯丙烷生物合成、淀粉蔗糖代谢和昼夜节律等6个途径。经过筛选,其中与苯丙烷生物合成相关的显著差异表达基因有8个,与淀粉蔗糖代谢相关的显著差异表达基因有6个,与昼夜节律相关的显著差异表达基因有4个,这18个基因可作为二倍体和四倍体豇豆在表型和光合作用上产生差异的重要候选基因。5.对四倍体和二倍体豇豆进行DNA甲基化分析,比较两者的DNA甲基化特点和倍性间的DNA甲基化差异。结果发现四倍体各条染色体上的CHH类型的平均甲基化水平均高于二倍体,在不同元件上四倍体的不同类型甲基化水平均高于二倍体,甲基化位点主要分布在重复区,其次为转录起始位点上游2000bp、转录起始位点下游2000bp和Cp G岛,而在CDS区和m RNA区分布较少。在启动子区CHH类型差异甲基化数量最多,在基因体区CG类型差异甲基化数量最多。对启动子区和基因体区的差异甲基化基因进行GO富集和KEGG Pathway富集发现,倍性间的差异甲基化基因主要富集在与豇豆生长发育、代谢等相关基因通路上,少数富集在与遗传信息、信号转导等相关基因通路上。