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项目以两个不同海拔地区（同德和民和地区）驯化的红豆草为研究对象，开展了生态适应性调查，转录组、miRNA和代谢组学分析，以及干旱和低温复合胁迫下的生理生化表征，发现了8218个差异表达基因、96个差异表达miRNA以及108个差异积累代谢产物，并且类黄酮和苯丙素代谢产物生物合成途径，脱落酸代谢及信号转导途径在红豆草高寒环境适应性中具有关键作用；生理生化数据揭示，相对于低温和干旱单一胁迫，红豆草对于低温干旱复合胁迫更具特异性。本研究从多层次系统地揭示了红豆草对青藏高原极端环境的适应性机制，为利用分子辅助育种选育极端环境耐受性的优良品种提供了重要方向。

1、在同德与民和对高寒地区多年驯化选育的红豆草种质材料进行适应性评价，利用RNA-seq技术从红豆草中鉴定了响应高寒环境的8212个差异表达基因。其中多酚类成分生物合成关键基因发生了显著差异表达，并且总黄酮和总花青素的含量都显著提高，与植物的低温和干旱胁迫耐受性有关的脱落酸信号通路关键基因发生了上调，MYB、HD‐ZIP、WRKY和NAC转录因子家族在差异表达的转录因子中丰度最高。 2、利用小RNA测序鉴定了298个已知和190个新miRNA，筛选出96个差异表达miRNA，其中miR164 和miR5741的靶基因参与了低温和干旱胁迫响应及开花时间调控过程，在红豆草适应高寒环境中具有重要的调控功能；鉴定出的109个差异代谢产物中异黄酮生物合成和积累对红豆草适应高寒生境具有重要作用；相对于低温或干旱单因子胁迫，红豆草对低温干旱复合胁迫具有特异性。 3、发表论文3篇，其中SCI收录1篇，中文核心论文1篇；培养硕士研究生1名。

青海大学组建，完成人： 殷恒霞、张本印、周华坤、王文颖、刘攀、马小兰、马艳