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甘薯是重要的粮食、饲料、工业原料和新型能源作物,甘薯的产量受到干旱和盐渍等环境胁迫的严重制约。本研究以甘薯耐旱品系徐55-2为材料,通过PEG6000胁迫下的转录组测序初步揭示了徐55-2的抗旱分子机理,同时克隆了差异表达基因Ib WRKY2、IbGATA24和IbSDT,通过根癌农杆菌介导的遗传转化方法分别将这3个基因导入拟南芥中,获得转基因植株,对其抗逆性进行了鉴定。主要结果如下:1.通过对甘薯耐旱品系徐55-2和商薯9号的抗旱性进行系统鉴定,结果表明徐55-2的抗旱性优于商薯9号。利用Illumina HiSeq 2500测序平台在30%PEG6000胁迫下对徐55-2进行转录组分析,共获得86.69 Gb的数据,对其进行组装,获得2,671,693个Contig、222,073个Transcript和73,636个Unigene。通过比较PEG6000处理前后Unigene的表达水平,共鉴定出11,359个差异表达基因（DEG）,其中7,666个上调表达,3,693个下调表达。在11,359个DEG中,有10,192个DEG至少在1个数据库中能够被注释,其余的1,167个DEG为未知基因。进一步分析发现,脱落酸、乙烯和茉莉酸信号途径在甘薯抗旱性中具有重要作用。同时,本研究也鉴定出一些受干旱诱导的转录因子,其中几个已被报道与植物的抗旱性相关,但大多数尚未发现相关研究。另外,还检测到7,643个SSR标记。本研究不仅揭示了甘薯抗旱性的分子机制,同时也为改良甘薯的抗旱性提供了抗旱候选基因。2.利用徐55-2在PEG6000胁迫下的转录组测序获得的差异表达EST序列和RACE技术从徐55-2中克隆到编码WRKY转录因子的基因Ib WRKY2。该基因ORF全长为2,133 bp,基因组全长2,815 bp;编码1个710 aa的蛋白质,其分子量为76.38 kDa,等电点为5.84。IbWRKY2基因具有5个外显子和4个内含子。将Ib WRKY2基因启动子转入拟南芥中进行启动活性分析,发现该基因启动子在拟南芥中具有启动活性,且启动活性受盐旱胁迫的诱导。qRT-PCR分析结果表明,该基因受到盐、干旱、ABA处理的诱导表达。亚细胞定位结果表明IbWRKY2蛋白定位于细胞核上。实验证明IbWRKY2全长具有转录激活活性,其转录激活结构域位于编码序列的N-端。在拟南芥中过表达Ib WRKY2基因能提高转基因拟南芥的耐盐性和抗旱性。胁迫处理下,转基因植株体内的ABA、JA、脯氨酸含量和SOD活性显著提高,而MDA和H2O2含量显著降低。qRT-PCR分析表明,盐旱胁迫下,Ib WRKY2基因的过表达能够显著上调ABA信号途径、脯氨酸合成途径和ROS清除系统相关基因的表达。酵母双杂交实验及双分子荧光互补实验表明IbWRKY2蛋白与VQ4蛋白互作,推测其共同调控转基因拟南芥植株对盐旱胁迫的抗性。3.用徐55-2在PEG6000胁迫下的转录组数据获得的差异表达EST序列和RACE技术,从徐55-2中克隆到编码GATA转录因子的基因IbGATA24。该基因ORF全长为1,059 bp,基因组全长2,672 bp;编码352 aa的蛋白质,其分子量为38.58 kDa,等电点为5.62。IbGATA24基因具有10个外显子和9个内含子。将IbGATA24基因启动子转入拟南芥中进行启动活性分析,发现该基因启动子在拟南芥根、茎和叶中均具有启动活性,且其活性受盐旱胁迫的诱导。qRT-PCR分析结果表明,该基因受到盐、干旱、ABA处理的诱导表达。亚细胞定位结果显示IbGATA24蛋白定位于细胞核上。实验证明IbGATA24全长不具有转录激活活性。在拟南芥中过表达IbGATA24基因能提高转基因拟南芥的耐盐性和抗旱性。在盐旱胁迫处理下,转基因植株体内的ABA、JA、BRs和脯氨酸含量及SOD活性显著提高,而MDA和H2O2含量显著降低。qRT-PCR分析表明,盐旱胁迫下,IbGATA24基因的过表达能够显著上调ABA信号途径、JA信号途径和ROS清除系统相关基因的表达。酵母双杂交实验及双分子荧光互补实验表明IbGATA24蛋白与GATA24和COP9-5a互作,推测其共同调控植株对盐旱胁迫的抗性。4.用徐55-2在PEG6000胁迫下的转录组数据获得的差异表达EST序列和RACE技术从徐55-2中克隆到未知功能基因IbSDT。该基因ORF全长为621bp,基因组全长621 bp;编码206aa的蛋白质,其分子量为22.04 kDa,等电点为12.10。IbbSDT基因只有1个外显子。将IbSDT基因启动子转入拟南芥中进行启动活性分析,发现其在拟南芥中具有启动活性,且启动活性受盐旱胁迫的诱导。qRT-PCR分析结果表明,该基因受到盐、干旱、ABA处理的诱导表达。亚细胞定位结果表明IbSDT蛋白定位于细胞核、细胞质和细胞膜上。实验证明IbSDT全长不具有转录激活活性。在拟南芥中过表达IbSDT基因能提高转基因拟南芥的耐盐性和抗旱性。盐旱胁迫下,转基因植株体内的ABA、JA、BRs及脯氨酸含量和SOD活性显著提高,而MDA和H2O2含量显著降低。qRT-PCR分析表明,盐旱胁迫下,IbSDT基因的过表达能够显著上调ABA信号途径、JA信号途径、脯氨酸合成途径和ROS清除系统相关基因的表达。酵母双杂交实验表明IbSDT蛋白与RLT1蛋白互作,推测其共同调控植株对盐旱胁迫的抗性。