金丝楸幼苗响应盐碱胁迫的生理和转录组分析

编号 zgly0001747215

文献类型 期刊论文

文献题名 金丝楸幼苗响应盐碱胁迫的生理和转录组分析

作者 郜新强  王小艳  焦伟  李娜  王静  郑丽月  王丹宁  王兴云  侯立江  尚增振  刘彦珍 

作者单位 安阳工学院生物与食品工程学院  滑县园林绿化管理处  三峡大学生物与制药学院  河南省太行山林业有害生物野外科学观测研究站  安阳市游园管理站 

母体文献 林业科学研究 

年卷期 2023,36(1)

页码 166-178

年份 2023 

分类号 S722 

关键词 金丝楸  盐碱胁迫  转录组  差异表达基因  耐盐碱机制 

文摘内容 [目的]研究不同盐碱胁迫对金丝楸幼苗生长、光合和生理指标的影响,并结合转录组测序分析,探究楸树耐盐碱的生理机制和分子机制。[方法]采用盆栽法对金丝楸幼苗进行不同盐碱胁迫处理,分析其生物量、光合及生理指标对不同盐碱响应的差异,采用Illumina高通量测序技术进行转录组测序,通过生物信息学分析盐碱胁迫对转录水平的影响。[结果]不同盐碱胁迫下,金丝楸幼苗叶片受伤害程度为Na_(2)CO_(3)》混合盐碱》NaCl;新增株高和地径、地上部和根的干质量和鲜质量、生物量、根冠比均受到明显抑制,并随盐碱浓度增加而抑制加强,但生长胁迫指数均随浓度的增加而降低;丙二醛(MDA)含量和相对电导率都随胁迫浓度增加而不同程度上升,超氧化物歧化酶(SOD)活性、可溶性糖含量、脯氨酸(Pro)含量、叶绿素总量和光合速率都呈现先上升后下降的趋势。转录组测序共产生约60.4 Gb原始数据,组装得到55793个Unigenes,其中29534(52.93%)个Unigenes获得了注释;通过差异表达基因(DEGs)分析,3个比较组(CK vs NaCl,CK vs Na_(2)CO_(3)和CK vs混合盐碱)分别筛选出1779、2835和4059个DEGs;DEGs GO富集分析表明,膜的整体成分、膜的内在成分、催化活性、类异戊二烯代谢和合成过程、氧化还原酶活性等条目被显著富集;DEGs KEGG分析表明,苯丙素生物合成、淀粉和蔗糖代谢、植物激素信号转导、萜类主干生物合成和精氨酸代谢等通路被显著富集;此外,在DEGs中鉴定的bHLH、ERF、MYB-related、NAC、C2H2、WRKY、MYB和b ZIP转录因子家族成员最多。[结论]金丝楸主要通过积累可溶性糖和Pro,提高SOD酶活和光合作用来抵御盐碱胁迫,但都呈现“低促高抑”的现象,说明其具有一定阈值。金丝楸通过调节膜成分、催化活性、类异戊二烯代谢和生物合成过程、苯丙素生物合成、淀粉和蔗糖代谢、植物激素信号转导等生物过程和代谢途径,并结合有关转录因子共同响应盐碱胁迫。本研究为深入研究楸树耐盐碱生理机制和分子机制提供科学的理论依据。