根是植物的重要器官,为植物的生长发育提供水分、矿物质和无机盐离子。从分子水平研究干旱胁迫下植物根系微结构、生理生化和基因的变化,对分析植物抗旱机理具有重要意义。本研究由国际马铃薯中心（INTERNATIONAL POTATO CENTER,CIP）引进的品种中利用前期实验室大田数据筛选出两个生育期相同、耐旱性存在差异的马铃薯品种（C16:CIP397077.16和C119:CIP398098.119）为试验材料,采用可充分允许根系生长的管栽种植方式和实验室环境下组织培养的方式系统研究这两个品种在不同干旱处理条件下的形态特征,主要包括抗逆性生化指标、根尖显微结构以及超微结构在分子水平上的变化。结果表明:1.干旱胁迫可导致根系活力、根长、脯氨酸含量、过氧化氢酶活性、可溶性糖、株高、叶柄夹角、根系相对含水量显著降低,根尖结构和细胞壁完整性发生显著变化,说明管栽模式非常适合研究马铃薯根系对干旱胁迫的响应。2.与C16相比,上述C119的大多数指标在正常灌溉和不同水处理条件下均显示出显着优势,并且对干旱胁迫具有更好的适应性。另外,在干旱胁迫下,两个马铃薯品种的木质部容器的直径和数量均减少,C119的木质部容器的数量明显少于C16,这说明马铃薯也可能通过改变水分运输组织结构的策略来抵御干旱胁迫。3.通过转录组测序结果分析表明,在胁迫0 h时C119相对于C16中上调差异表达基因数目为78个,下调基因为51个。随着胁迫时间的增加,在持续胁迫2 h、6 h、12 h、24 h时,C119相对于C16中上调差异表达基因数目分别为38、322、182个,下调基因分别为21、77、102个。而分别有78个基因在胁迫开始2 h后表达量开始上调,18个基因下调,一直持续到24 h后胁迫处理结束,其中上调基因大多为与离子结合、氧化还原酶活性以及糖代谢途径相关的基因,下调基因基本为与类囊体膜形成、细胞壁的合成以及类固醇生物合成过程相关的基因,说明这些基因可能参与调整马铃薯体内代谢途径的变化以此来防御逆境环境对其造成的伤害。