油菜是我国重要的油料作物,可用于生产优质食用植物油。目前,甘蓝型油菜(Brassica napus L.)为主要种植种。我国油菜主产区时常出现季节性干旱,导致油菜发苗不良、生长缓慢以及产量下降。因此,研究甘蓝型油菜在干旱胁迫下的响应机制,对挖掘油菜抗旱基因和培育抗旱油菜品种具有重要的指导意义。本研究选用Bn5-001、Darmor、中双9号和中双11号四个甘蓝型油菜品种为研究对象,重点针对幼苗叶片进行干旱胁迫响应分析。干旱存活率、离体叶片失水率、叶片相对含水量以及叶面积大小等相关的干旱响应生理指标显示,Bn5-001具有较为明显的耐旱表型。对四个甘蓝型油菜品种叶片进行细胞学分析,发现Bn5-001叶片具有更少的表皮细胞和密度,并且在干旱胁迫下四个甘蓝型油菜品种叶片的铺板细胞和气孔密度跟植物的耐旱性成负相关,说明甘蓝型油菜在苗期叶片的铺板细胞和气孔发育直接影响植物的耐旱性。同时,检测叶片气孔开度发现,Bn5-001受干旱诱导的气孔关闭较其它三个油菜品种更为明显,说明其具有较强感应干旱胁迫并减少叶片水分丧失的能力。进一步检测四个甘蓝型油菜品种叶片中干旱响应基因的表达情况,结果表明,干旱响应基因在耐旱品种Bn5-001中表达较低,其中部分基因受干旱诱导表达的模式与植物的耐旱性成负相关。说明耐旱品种Bn5-001具有较强的保水能力而减弱干旱响应基因的表达。为进一步为揭示抗旱性与叶片生长之间的关系,我们对Bn5-001的叶面积和表皮细胞生长进行了长期土壤干旱的动态分析。结果显示,干旱胁迫显著抑制叶片铺板细胞和气孔的分裂和生长。同时气孔开度检测表明,干旱明显抑制气孔的发育。为探究干旱胁迫下植物激素对油菜幼苗叶片生长的作用,我们检测了Bn5-001叶片干旱胁迫下的植物激素含量,结果表明脱落酸(ABA)明显受干旱诱导,而赤霉素(GA)受干旱抑制。外施ABA抑制正常条件叶片的生长,减少细胞数目和气孔开度;而外施GA能在一定程度上促进干旱条件叶片的生长,增加细胞数目和气孔开度。由此说明干旱抑制Bn5-001叶片正常生长的部分原因是体内ABA的升高和GA的降低。对Bn5-001幼苗叶片进行响应干旱的转录组分析,发现干旱显著影响1,330个基因的表达,其中593个上调表达,737个下调表达。GO分析表明,差异基因主要与生长发育、生物合成代谢和氧化还原过程相关。综上所述,本课题借助生理学、细胞学和分子生物学等实验手段,鉴定出四个甘蓝型油菜品种中较为抗旱的品种Bn5-001,并解释了其在干旱胁迫下如何调控自身叶片生长、气孔发育和开度来提高耐旱性,为后期进一步研究叶片气孔前体细胞如何响应干旱胁迫并抑制下游表皮细胞发生的分子机制提供理论参考。