钙（Ca）是植物必需营养元素,并且作为细胞内第二信使具有复杂的生理功能,广泛参与果树生长发育、逆境应答、次生代谢物积累及品质形成等生物学过程。刺梨（Rosa roxburghii Tratt.）属蔷薇科蔷薇属灌木,在土壤交换性钙含量极高的贵州喀斯特地区分布广泛且果实内次生代谢物质丰富,之前本课题组也发现Ca2+可在生化和分子水平参与果实中维生素C（L-ascorbic acid,As A）合成的调控,但迄今关于刺梨对Ca2+的吸收转运过程及其主要作用基因还不清楚。本研究以‘贵农5号’刺梨为材料,通过RNA-Seq等技术分析其在钙吸收过程中的基因表达差异,筛选和钙吸收相关的候选基因;结合不同Ca2+水平处理下这些基因的表达特点进一步鉴选与钙吸收密切相关的载体或通道蛋白成员,并探索其与果实中主要活性物质（As A、黄酮、三萜等）积累的可能关系,以为揭示刺梨对钙的吸收机制及其对果实品质的调控过程奠定基础。主要研究结果如下:1.钙吸收过程中刺梨转录组响应及差异表达基因分析以营养饥饿24 h的无性系幼苗为材料进行Ca2+吸收试验,通过营养液中Ca含量的降低幅度并经过多次重复,我们首先确定0 min、5 min和6 h分别为其饥饿期、快速吸钙期和钙饱和期的采样时间节点;然后分别采集该三个时期的根和叶进行RNA-Seq分析,并以Fold Change≥1.2且FDR＜0.01为条件筛选出吸钙过程中的差异表达基因共12 314个。GO注释结果显示,DEG主要被注释到了53种功能里;KEGG通路富集结果表明,差异表达基因主要富集在参与植物-病原相互作用、MAPK信号通路和植物激素信号转导等3条通路中。转录因子分析表明,差异表达基因中WRKY、MYB、C2H2和b HLH家族的DEG数量最多,均在40个以上,说明多种转录因子参与到钙吸收过程或受钙含量的影响。2.参与刺梨钙吸收转运相关基因的鉴选与表达验证通过基因注释及生物信息学比对,并结合基因表达和钙吸收速率的相关性分析,以相关系数＞0.7且FPKM值大于10为条件,重点筛选与离子吸收转运有关的离子通道和载体蛋白等作为候选基因,并分析它们在0 mmol·L-1、0.5 mmol·L-1、2 mmol·L-1等不同Ca2+水平处理下的表达模式。结果显示共有25个候选基因与钙吸收转运直接相关,其中根中11个、叶中15个。根据基因注释信息,发现25个基因分属于环核苷酸门控通道（CNGC）、锌转运体（ZTP）、金属耐受蛋白（MTP）、内质网型Ca2+-ATPase（ECA）、自抑制的质膜型Ca2+-ATPase（ACA）、谷氨酸受体（GLR）和天然抗性相关巨噬细胞蛋白（NRAMP）等7个基因家族,其中CNGC家族的成员数量最多（12个）。在根系和叶片中与钙含量正相关的基因除上述7个家族外还包括以下4个家族:Ca2+/H+反向转运蛋白（CAX）、线粒体钙离子单向转运体（MCU）、高渗促钙内流蛋白通道（OSCA）、质膜H+-ATPase（PMA）。其中,Rr CAX的表达与根系和叶片中的钙含量均呈正相关,表明其对刺梨的钙积累有重要作用。阳离子/钙交换体（CCX）、重金属ATP酶（HMA）、双孔钙通道（TPC）、ACA、CNGC、ECA、GLR、MTP、OSCA和PMA等10个基因家族部分成员在饥饿期表达上调,可能参与了饥饿时期植物体内钙离子的稳态调节。在不同钙浓度处理下,Rr CNGC7与根中的钙含量,Rr CNGC1/10/12和Rr MTP2与叶中的钙含量分别呈显著正相关,表明CNGC家族在响应不同钙供应水平时可能起着关键作用。3.刺梨钙吸收转运相关基因的时空表达特点及其与果实主要活性物质含量的可能关系以刺梨不同器官以及不同发育时期的果实为材料,分析25个相关基因的时空表达模式;并对刺梨进行离体饲喂和叶面喷钙处理,观测其对刺梨主要活性物质（As A、黄酮、三萜等）含量的影响。结果表明,这些基因的表达具有组织和时间特异性,大部分钙吸收相关基因在果实和叶片中的转录水平高于花瓣,且在果实发育中后期的表达量高于幼果期。离体饲喂或田间喷施外源钙均可在提高果实钙含量的同时促进As A、总黄酮和总三萜的积累,而添加钙通道抑制剂异搏定（verapamil,Vp）、钙螯合剂EGTA或胞内钙通道抑制剂Li Cl均可抑制该效应。在此基础上,我们深入分析了基因表达与刺梨果实主要活性物质含量之间的相关性,结果表明,多个基因的表达与刺梨果实中As A、总黄酮或总三萜的积累显著相关,包括Rr CNGC2/3/12、Rr GLR1/2、Rr ECA1等,其中,Rr CNGC12是唯一一个与果实中该三种物质含量均呈显著正相关的基因,表明其可能在促进Ca2+吸收、转运以及响应钙调控刺梨果实品质形成等过程中发挥了关键作用。