植物在生长过程中会遭受各种逆境胁迫。干旱是全球最严重的非生物逆境之一,严重影响农作物的生长、发育、产量和品质。植物耐旱响应网络是一个涉及多层面多基因互作的复杂调控网络,在遗传上受多基因控制。渐渗系可以减少复杂遗传背景的干扰,是定位复杂数量性状的经典材料。micro RNA是一类内源非编码小RNA,主要在转录和转录后水平调控基因的表达。近年来,越来越多的研究表明micro RNA在植物生长、发育和逆境响应中起着重要作用。番茄（Solanum lycopersicum）是全球最重要的蔬菜作物之一,其营养丰富,已成为人们膳食的重要组成部分。然而,干旱等非生物逆境成为制约番茄产业持续、稳定、健康发展的重要因素。挖掘番茄耐旱基因,揭示耐旱机理,对改良番茄耐旱性具有重要意义。栽培番茄经过长期高压选择,遗传背景变得十分狭窄,抗旱资源稀少。但野生番茄中蕴藏着丰富的抗逆基因资源,如潘那利番茄（S.pennellii）生长在极度干旱的南美洲安第斯地区,其耐旱性极强。前人利用潘那利番茄LA0716与干旱敏感的加工番茄M82构建了一套覆盖LA0716全基因组的渐渗系（Introgression Lines,ILs）群体,该群体成为解析包括耐旱等复杂QTL性状的经典材料。本研究利用课题组前期从LA0716渐渗系群体中筛选得到的2个重要耐旱系IL2-5和IL9-1开展研究。利用生理生化方法探讨其耐旱机制,对IL2-5构建亚系群体并进一步定位耐旱主效QTL,结合渗入区段的基因表达和基因组间序列变异分析,候选耐旱相关基因。同时,利用高通量测序技术鉴定IL2-5、IL9-1及干旱敏感轮回亲本M82的干旱响应miRNA并进行比较。主要研究结果如下:1.耐旱渐渗系生理生化机制比较。对IL2-5、IL9-1与M82进行叶片蜡质含量测定,发现三者叶片蜡质的组成没有差异,但IL2-5蜡质含量显著高于IL9-1和M82。测定正常和干旱胁迫下LA0716、IL2-5、IL9-1和M82的根总长度、面积和体积、植株的光合参数、叶片的可溶性糖和H2O2含量。结果表明:干旱胁迫下IL2-5和IL9-1的耐旱性与其根总长度、面积和体积没有相关性;干旱胁迫后4种基因型番茄可溶性糖均高于对照,但IL2-5中显著高于其它系;耐旱系LA0716、IL2-5和IL9-1中H2O2含量显著低于M82。光合参数方面,轻度干旱胁迫下4种基因型番茄实际光合效率增加,表明轻度干旱可以促进植物的光合作用。随着干旱胁迫程度增加,最大光合效率和实际光合效率均降低,但IL2-5和IL9-1显著高于M82,说明干旱胁迫后耐旱系光合作用受影响较小。我们推测,IL2-5耐旱性与叶片表皮蜡质含量高、叶片H2O2清除能力强、可溶性糖含量增加程度高有关,而IL9-1的耐旱性与H2O2清除能力较强有关。2.IL2-5耐旱基因的定位和候选。针对IL2-5渗入区段开发了40个均匀分布、多态性较好的In Del标记。构建了IL2-5的亚系群体,共获得23个亚系,分析了各亚系的基因型。通过干旱后复水成活率对亚系群体进行了耐旱性鉴定,把耐旱主效QTL定位在物理长度分别为1.69 M和1.79 M的cd和ef区段内,推测这两个区段内QTL位点可能具有加性效应。同时,检测到长度为2.24 M的ab区段内存在一个负调控番茄耐旱性的QTL。利用RNA-Seq对IL2-5和M82干旱胁迫后的差异表达基因进行了鉴定。在M82和IL2-5中分别获得3208和1432个差异表达基因,通过GO和Pathway分析发现很多抗逆相关途径基因发生显著变化,同时发现一些IL2-5特异富集的GO,如抗氧化反应。利用Snp Eff软件对定位的3个QTL区段进行了基因组间序列变异分析,发现了大量的SNP和In Del变异。结合基因表达差异和序列变异分析,对耐旱QTL区段内基因进行了候选。3.渐渗系干旱响应miRNA的挖掘。利用miRNA-Seq分两批次对M82和IL9-1、M82和IL2-5的干旱响应miRNA进行了分析。在M82和IL9-1的比较中共获得105个保守miRNA和179个新miRNA,差异表达的miRNA分别为54和98个。两种基因型番茄共有12个差异表达miRNA具有相同的表达趋势,更多的miRNA在二者间差异表达。在M82和IL2-5的比较中共检测到108个保守和208个新miRNA,干旱胁迫后分别有32和68个发生显著变化。对差异表达miRNA靶基因进行预测,共获得1936个靶基因,靶基因注释、GO和Pathway分析表明其中很多与植物抗逆相关。总的来说,我们的研究结果表明miRNA在番茄抗旱中发挥重要作用。研究为进一步深入研究miRNA在番茄耐旱中的功能奠定了良好的基础。