能源作物的快速驯化对于解决能源危机及改善环境具有积极而重大的意义。南荻是具有潜力的第二代能源作物之一，研究其野生居群的适应性性状能够为南荻优质资源的筛选、育种提供可靠依据;了解其水分利用效率(WUE)的遗传基础及其在适应干旱环境中的作用对于第二代能源作物在水资源匮乏的贫瘠土地上的生产至关重要。在本研究中，我们采集了14个南荻野生居群的种子，将其分别种植在原产地附近的湖北江夏(JH)和驯化目标地黄土高原地区的庆阳(QG)进行同质园试验，比较两地南荻居群和个体的生长、光合性状，并进行了RNA测序。此外，我们还采集了41个南荻野生居群的种子，将其种植在同属黄土高原地区比QG条件更加恶劣的环县(HG)，同样进行了生长和光合性状的测量。主要研究结果和结论如下:　　1.通过同质园试验，我们发现不同居群间南荻的生长性状和气体交换参数值均没有显著区别，但南荻个体在QG的生物质产量和水分利用效率要显著高于在JH的测量值。　　2.通过比较南荻在JH、QG和HG三个试验地的光合性状，我们发现随着干旱程度的增加，南荻叶片的蒸腾速率逐渐降低，水分利用效率逐渐升高，这说明南荻在干旱条件下一方面通过减少水分散失量，另一方面在生产相同物质量时尽可能减少对水的需求，从而得以适应干旱环境。在水分充足时，水分利用效率的提高主要是依赖于光合速率的增加，而不是蒸腾速率的降低;在水分不足时，水分利用效率的提高主要是依赖于蒸腾速率的降低，而不是光合速率的增加。　　3.在三个试验地中，南荻无论在个体水平还是在居群水平，其生物量、株高和茎粗三个生长性状两两之间的相关系数都较高，且均呈正相关;株高与分蘖数在一定程度上也呈正相关。那么在筛选时，株高可以作为首要选择指标，因为株高越高，其分蘖直径越大、分蘖数越多，那么生物质产量就越高。　　4.在HG试验地，南荻的存活率与其生物量呈负相关，说明南荻为保证自身的存活就要以牺牲自身产量为代价，那么在筛选时我们就要把握平衡存活率与生物量这二者之间的关系，从而使得能源作物在边际性土地上实现产量最大化。　　5.通过结合转录组与表型性状测量，我们开发了一种新的方法——矩阵相关分析来筛选出南荻水分利用效率的48个候选基因，并发现这些基因大体可以分为五个功能类别，说明它们通过参与不同的生物学过程（如光合作用和气孔调节等）来调控水分利用效率，并且几乎所有与光合作用有关的基因表达量均上调。此外，水分利用效率相关基因在表达水平的剧烈变化很大程度上是受生长环境的影响，而不是受遗传变异的影响。这些基因对于植物在干旱环境下的适应性非常重要，并且可以为探究第二代能源作物在边际性土地上生长提供遗传基础。