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本研究以甘薯品种鲁薯3号为材料,利用RACE技术克隆得到1个编码钙结合蛋白的基因IbCbEFP,将该基因和实验室已经克隆得到的IbSnRK1基因分别导入甘薯品种栗子香中,获得了不同性状的转基因甘薯新材料,并初步解析了与这些性状相关的分子机制。主要结果如下:1.IbCbEFP基因的基因组全长8871 bp,有13个外显子和12个内含子,cDNA全长4235 bp,ORF为3741 bp,编码1个138.6 kDa的蛋白质,该蛋白等电点5.56。IbCbEFP基因在鲁薯3号的叶片中表达量最高,可被IAA、GA和Ca2+等处理诱导,亚细胞定位结果表明IbCbEFP蛋白定位于细胞核上。过表达IbCbEFP基因的栗子香植株在温室驯化后植株矮化、叶片变小、节间距缩短、根长变短、生物量减少。进一步研究发现IbCbEFP基因的过表达引起转基因植株叶片中的叶绿素、可溶性糖、淀粉、游离氨基酸和可溶性蛋白的含量显著下降,激素IAA和GA3的含量同时下降。通过RNA-seq找到了一系列与发育、激素等途径相关的差异表达基因。这些结果表明IbCbEFP基因的过表达能够改变转基因甘薯植株的光合作用,减少激素的合成,影响碳氮代谢,从而使转基因甘薯植株的形态发生变化。2.实验室已经从甘薯品种鲁薯3号中克隆了IbSnRK1基因,qRT-PCR结果显示IbSnRK1基因在鲁薯3号的块根中表达量最高,受外源蔗糖的诱导,并符合光周期节律。过表达IbSnRK1基因的栗子香植株块根中的淀粉含量显著增加,相反地直链淀粉含量比例显著下降,淀粉粒数量明显增加,粒径显著增大,结晶度提高,而糊化温度降低。进一步研究表明转基因植株块根中与淀粉生物合成相关的基因表达系统性上调,相关的关键酶活性显著提高,中间代谢产物的含量均显著发生变化。这些结果表明IbSnRK1基因的过表达上调了淀粉生物合成过程中的相关基因,提高了关键酶活性,最终增加了淀粉含量,并改变淀粉的粒径、结晶度、糊化等理化特性。3.qRT-PCR结果还表明IbSnRK1基因也受到盐、旱、冷、H2O2、ABA、MeJa和SA等一系列处理的诱导表达。在水培处理和盆栽鉴定中IbSnRK1的转基因甘薯植株表现出了较好的耐盐性、抗旱性和耐冷性。胁迫处理下过表达植株与野生型植株相比,光合活性显著提高,脯氨酸、可溶性糖、ABA和JA的含量显著增加,而MDA含量显著下降,同时K+/Na+比值显著提高。进一步研究发现,转基因植株体内的H2O2含量和O2-产生速率显著降低,活性氧清除系统关键酶活性显著提高,叶片中完全关闭的气孔比例显著提高,同时转基因株系中与抗逆性相关的基因表达系统性上调,从而提高了转基因甘薯植株的抗逆性。4.qRT-PCR分析进一步表明IbSnRK1基因还受到NO3-处理的诱导,用15N标记过的Ca（15NO3）2处理发现转基因甘薯植株的根、茎、叶等部位的15N显著增加,同时根冠比、总N含量、氮素吸收效率等也都显著提高。筛选得到的植株随后用硝态氮重新处理,发现转基因植株的NO3--N、游离氨基酸、可溶性蛋白、蔗糖和淀粉的含量均显著增加,光合活性显著提高,NR、SuSy和AGPase等关键酶的活性也显著提高,研究还发现与碳氮代谢相关的基因均上调表达。这些结果表明IbSnRK1基因的过表达能够促进转基因甘薯植株对于碳氮营养的协同吸收和利用。