随着全球气候环境剧变,诸多环境因子影响了植物的生长发育,其中水分因子对植物正常的生长代谢越发显著。粉葛（Pueraria montana var.Thomsonii）作为一种药食同源的植物,在功能性产品方面具有很大的开发价值。因粉葛藤可作为绿化植被,粉葛块根中的淀粉已成为众多功能性产品和食用的原料,所以粉葛的种植在各地得到了大力推广。由于西南地区独特的喀斯特地貌导致地下水缺失,作为特殊的“半干旱”地区,因此,粉葛在西南地区的种植具有一举多得的环境保护和经济价值。本研究以一年生粉葛为材料,进行盆栽控水试验,通过对粉葛根细胞的淀粉粒结构表征及功能特性的研究,探明干旱胁迫对粉葛根细胞淀粉粒积累及淀粉理化性质的影响,其次,观测植株的生长和生理变化,分析其粉葛对干旱胁迫逆境生理的响应及其与淀粉粒合成、积累的关系;最后基于转录组学研究干旱胁迫下粉葛根细胞的基因响应差异,初步探讨干旱胁迫对粉葛块根基因表达差异分析,以期为粉葛节水及优质栽培的生理机制提供理论依据,为粉葛遗传育种奠定基础。主要研究结果如下:1.干旱胁迫对粉葛淀粉粒的形态发生略微变化,干旱程度加剧下其粉葛中小淀粉粒分布较多,降低总淀粉含量和含水率,干物质含量升高,直链淀粉含量降低,在中度干旱处理下的粉葛淀粉溶解度最高,膨胀力随着干旱程度加剧而显著降低,透明度与干旱程度加剧呈正相关。通过粒度分析进一步证实了显微观察下淀粉粒的形态变化,即干旱程度增大下,淀粉粒体积平均粒径、表面积平均粒径和峰值粒径均是最低。我们通过对淀粉粒的结构进一步分析,在XRD图谱中发现干旱胁迫对淀粉的晶体类型没有发生很大变化,正常处理组属于CB型,中度干旱处理组和重度干旱处理组下晶体类型属于CA型,淀粉粒的相对结晶度在干旱胁迫下逐渐降低;干旱胁迫对淀粉粒的短程有序结构也造成了一定影响,有序度均显著降低。淀粉粒的结构变化间接的影响到淀粉的功能特性,在热力学性质测定中,重度干旱处理组的热焓值最低,在体外模拟消化特性中中度干旱处理组的抗性淀粉含量最高。2.干旱胁迫会抑制粉葛生长,叶片相对含水量和根系活力降低,叶绿素总含量显著增加;超氧化物气化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）在清除氧自由基方面具有互补协同的作用;叶肉细胞相对电导率显著增加,渗透调节物质浓度增加;总黄酮含量显著升高,结果表明干旱胁迫影响粉葛正常的生长代谢,导致淀粉生物合成降低,次生代谢产物的增加与初生产物中的淀粉含量减少趋势一致。通过相关性分析单叶面积与POD、叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量和可溶性蛋白含量呈现显著负相关,POD和脯氨酸与总黄酮含量显著正相关。由主成分分析可知,POD、相对含水量、SOD、类胡萝卜素、可溶性蛋白、CAT和总黄酮在干旱胁迫下表现为较敏感的生理指标。3.差异表达基因分析结果显示,共有658个基因,其中上调基因444个,下调基因214个。在NR数据库中,各功能数据库标注的差异表达基因数最多,共有513个差异表达基因被标注为48个GO条目。差异表达基因主要被注释为代谢过程和生物膜成分。在KEGG途径富集分析中,差异表达基因主要富集苯丙烷生物合成、光合作用等代谢途径,差异表达基因主要涉及碳水化合物的转运和代谢。最后,筛选出了糖代谢、次生代谢产物、光合系统和植物激素信号转导相关途径中的关键功能基因。