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小豆芽期耐盐种质资源筛选与耐盐机制分析
王金燕, 石琨, 吕青啡, 袁政, 李晨浩, 张泽燕, 闫建俊, 闫虎斌, 朱慧珺, 郝青婷, 赵雪英, 张耀文, 高伟, 王茜
作物学报    2026, 52 (10): 2939-2960.   DOI: 10.3724/SP.J.1006.2026.64051
摘要   （314） HTML （1） PDF（pc） （4797KB）（87）  

盐碱地面积的不断扩大对作物生产构成严峻挑战, 挖掘小豆耐盐种质并解析其耐盐分子机制, 对扩大小豆适种区域、保障粮食安全具有重要意义。本研究以110份小豆种质资源为研究对象, 利用隶属函数和主成分分析, 将11个生长指标简化为3个综合指标, 并筛选出耐盐品种东掌小红豆和盐敏感品种特红3号。生理生化指标测定显示, 东掌小红豆在抗氧化和渗透调节能力方面显著优于特红3号。转录组分析发现, 相比对照组, 在盐处理组的东掌小红豆和特红3号中分别鉴定出3801个和7811个差异表达基因。经GO和KEGG分析表明, 这些基因主要参与代谢过程、细胞过程等生物学途径; 结合转录组和qRT-PCR鉴定到3个可能与耐盐相关的基因(LOC108343245、LOC108346293、LOC108331871), 这3个基因主要参与淀粉和糖代谢途径。本研究筛选出小豆耐盐种质, 并推测鉴定到的耐盐基因可能通过参与淀粉和糖代谢途径来调控小豆耐盐, 为培育小豆耐盐新品种和盐碱地利用提供了理论依据。


编号
No.		 综合指标值
Composite index value		 隶属函数值
Membership function value		 D-value 排序
Rank
CI(1) CI(2) CI(3) U(2) U(2) U(3)
XD005 5.943 -1.842 1.035 1.000 0.212 0.292 0.707 1
XD003 5.428 -3.768 1.730 0.924 0.000 0.368 0.617 2
XD073 1.103 5.301 7.522 0.288 1.000 1.000 0.563 3
XD002 3.514 -2.186 0.361 0.643 0.174 0.218 0.468 4
XD106 2.116 1.789 -1.414 0.437 0.613 0.024 0.427 5
XD025 0.475 2.261 1.682 0.196 0.665 0.362 0.337 6
XD056 1.010 1.670 -1.261 0.275 0.600 0.041 0.326 7
XD052 0.791 1.746 -0.435 0.242 0.608 0.131 0.320 8
XD053 0.911 1.630 -1.292 0.260 0.595 0.038 0.315 9
XD089 0.849 1.966 -1.637 0.251 0.632 0.000 0.314 10
XD095 0.561 1.600 0.225 0.209 0.592 0.203 0.305 11
XD090 0.702 1.370 -0.446 0.229 0.567 0.130 0.301 12
XD092 0.538 1.512 -0.473 0.205 0.582 0.127 0.290 13
XD093 0.538 1.521 -0.602 0.205 0.583 0.113 0.289 14
XD055 0.618 1.325 -0.960 0.217 0.562 0.074 0.285 15
XD094 0.453 1.799 -1.233 0.193 0.614 0.044 0.280 16
XD029 0.856 -0.419 0.371 0.252 0.369 0.219 0.277 17
XD008 0.901 0.005 -1.611 0.258 0.416 0.003 0.264 18
XD085 0.788 -0.058 -0.842 0.242 0.409 0.087 0.264 19
XD057 0.455 1.008 -0.935 0.193 0.527 0.077 0.262 20
XD026 0.051 1.177 0.411 0.134 0.545 0.224 0.250 21
XD058 0.403 0.789 -1.147 0.185 0.503 0.054 0.248 22
XD099 0.301 0.791 -0.969 0.170 0.503 0.073 0.241 23
XD051 0.274 0.707 -0.832 0.166 0.493 0.088 0.239 24
XD004 0.487 0.121 -1.126 0.198 0.429 0.056 0.237 25
XD091 0.183 0.457 -0.234 0.153 0.466 0.153 0.232 26
XD109 0.298 0.550 -1.234 0.170 0.476 0.044 0.231 27
XD009 0.385 -0.040 -0.813 0.183 0.411 0.090 0.228 28
XD096 -0.053 0.520 0.257 0.118 0.473 0.207 0.220 29
XD028 0.110 0.429 -0.611 0.142 0.463 0.112 0.219 30
XD047 0.042 0.428 -0.423 0.132 0.463 0.133 0.216 31
XD050 0.082 0.467 -0.828 0.138 0.467 0.088 0.215 32
XD007 0.207 0.041 -0.814 0.156 0.420 0.090 0.214 33
XD086 0.024 0.345 -0.446 0.130 0.453 0.130 0.212 34
XD083 0.215 -0.278 -0.635 0.158 0.385 0.109 0.209 35
XD084 0.208 -0.542 -0.260 0.157 0.356 0.150 0.206 36
XD042 -0.038 0.762 -1.473 0.121 0.499 0.018 0.203 37
XD022 -0.088 0.295 -0.324 0.113 0.448 0.143 0.202 38
XD108 -0.153 0.252 -0.027 0.104 0.443 0.176 0.199 39
XD012 -0.105 0.180 -0.299 0.111 0.435 0.146 0.197 40
XD100 -0.140 0.147 -0.090 0.105 0.432 0.169 0.196 41
XD060 -0.055 0.082 -0.585 0.118 0.425 0.115 0.195 42
XD062 -0.041 0.068 -0.724 0.120 0.423 0.100 0.194 43
XD097 -0.170 0.091 0.005 0.101 0.425 0.179 0.194 44
XD013 -0.149 0.501 -0.930 0.104 0.471 0.077 0.193 45
XD110 -0.129 0.189 -0.511 0.107 0.436 0.123 0.193 46
XD081 -0.051 0.040 -1.041 0.119 0.420 0.065 0.188 47
XD021 -0.355 0.087 0.704 0.074 0.425 0.256 0.187 48
XD038 -0.194 0.330 -0.826 0.098 0.452 0.089 0.186 49
XD103 -0.215 -0.050 -0.114 0.095 0.410 0.166 0.184 50
XD010 -0.088 -0.270 -0.488 0.113 0.386 0.125 0.184 51
XD034 -0.288 -0.003 0.217 0.084 0.415 0.202 0.183 52
XD030 -0.257 -0.056 0.098 0.088 0.409 0.189 0.183 53
XD088 -0.333 0.041 0.386 0.077 0.420 0.221 0.183 54
XD019 -0.146 -0.081 -0.578 0.105 0.407 0.116 0.182 55
XD098 -0.242 -0.025 -0.128 0.090 0.413 0.165 0.182 56
XD077 -0.178 -0.098 -0.663 0.100 0.405 0.106 0.178 57
XD040 -0.290 -0.156 0.027 0.083 0.398 0.182 0.176 58
XD041 -0.321 -0.120 0.069 0.079 0.402 0.186 0.175 59
XD049 -0.278 -0.175 -0.096 0.085 0.396 0.168 0.175 60
XD063 -0.306 -0.168 0.018 0.081 0.397 0.181 0.174 61
XD024 -0.321 -0.103 -0.019 0.079 0.404 0.177 0.174 62
XD018 -0.234 -0.223 -0.336 0.092 0.391 0.142 0.174 63
XD102 -0.399 -0.167 0.349 0.067 0.397 0.217 0.171 64
XD023 -0.307 -0.207 -0.233 0.081 0.393 0.153 0.169 65
XD039 -0.314 -0.299 -0.246 0.080 0.382 0.152 0.166 66
XD101 -0.433 -0.236 0.364 0.062 0.389 0.218 0.166 67
XD036 -0.312 -0.317 -0.297 0.080 0.381 0.146 0.165 68
XD104 -0.356 -0.295 -0.069 0.074 0.383 0.171 0.165 69
XD076 -0.312 -0.340 -0.473 0.080 0.378 0.127 0.162 70
XD044 -0.379 -0.377 -0.069 0.070 0.374 0.171 0.161 71
XD061 -0.380 -0.380 -0.091 0.070 0.374 0.169 0.160 72
XD015 -0.400 -0.365 -0.056 0.067 0.375 0.173 0.159 73
XD020 -0.435 -0.388 0.194 0.062 0.373 0.200 0.159 74
XD105 -0.364 -0.413 -0.223 0.073 0.370 0.154 0.159 75
XD068 -0.457 -0.366 0.219 0.059 0.375 0.203 0.158 76
XD070 -0.454 -0.388 0.232 0.059 0.373 0.204 0.158 77
XD107 -0.536 -0.341 0.535 0.047 0.378 0.237 0.156 78
XD037 -0.507 -0.437 0.346 0.052 0.367 0.217 0.153 79
XD087 -0.599 -0.354 0.710 0.038 0.376 0.256 0.153 80
XD043 -0.552 -0.318 0.344 0.045 0.380 0.216 0.152 81
XD079 -0.536 -0.453 0.354 0.047 0.365 0.217 0.150 82
XD059 -0.498 -0.545 0.138 0.053 0.355 0.194 0.148 83
XD045 -0.573 -0.503 0.486 0.042 0.360 0.232 0.147 84
XD082 -0.547 -0.505 0.315 0.046 0.360 0.213 0.147 85
XD027 -0.595 -0.499 0.591 0.039 0.360 0.243 0.147 86
XD074 -0.536 -0.546 0.194 0.047 0.355 0.200 0.145 87
XD054 -0.587 -0.658 0.713 0.040 0.343 0.257 0.145 88
XD065 -0.566 -0.548 0.359 0.043 0.355 0.218 0.145 89
XD075 -0.571 -0.558 0.362 0.042 0.354 0.218 0.144 90
XD014 -0.536 -0.590 0.182 0.047 0.350 0.199 0.144 91
XD048 -0.596 -0.586 0.503 0.038 0.351 0.234 0.143 92
XD011 -0.576 -0.606 0.359 0.041 0.349 0.218 0.142 93
XD067 -0.627 -0.638 0.487 0.034 0.345 0.232 0.139 94
XD064 -0.636 -0.645 0.517 0.033 0.344 0.235 0.138 95
XD017 -0.610 -0.696 0.417 0.036 0.339 0.224 0.138 96
XD001 -0.599 -0.679 0.317 0.038 0.341 0.213 0.138 97
XD046 -0.696 -0.651 0.813 0.024 0.344 0.267 0.137 98
XD078 -0.701 -0.619 0.644 0.023 0.347 0.249 0.135 99
XD033 -0.637 -0.718 0.397 0.032 0.336 0.222 0.134 100
XD080 -0.695 -0.699 0.565 0.024 0.338 0.240 0.132 101
XD071 -0.725 -0.724 0.749 0.020 0.336 0.260 0.131 102
XD072 -0.769 -0.753 0.851 0.013 0.332 0.272 0.128 103
XD069 -0.781 -0.804 0.842 0.011 0.327 0.271 0.125 104
XD006 -0.784 -0.822 0.765 0.011 0.325 0.262 0.124 105
XD032 -0.802 -0.887 0.795 0.008 0.318 0.266 0.121 106
XD066 -0.819 -0.875 0.873 0.006 0.319 0.274 0.121 107
XD031 -0.826 -0.924 0.915 0.005 0.314 0.279 0.119 108
XD016 -0.826 -0.992 0.761 0.005 0.306 0.262 0.115 109
XD035 -0.857 -1.020 0.846 0.000 0.303 0.271 0.113 110
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表4 110份小豆种质资源的综合指标值(CI)、隶属函数值U(x)和综合评价值(D)以及耐盐水平排序
正文中引用本图/表的段落
基于主成分分析确定的3个核心指标, 计算各材料耐盐性综合评价值(D值)并进行聚类分析, 实现种质资源耐盐等级划分与极端材料筛选。根据各主成分对总方差的贡献率计算得出3个主成分的权重分别为0.615、0.253、0.133, 能够较好地反映原始数据的特征。首先, 计算出不同种质资源的D值(表4), D值越大, 表示该品种的耐盐性越高。然后, 基于隶属函数U(x)对110份小豆种质进行耐盐性聚类分析, 采用曼哈顿法, 根据聚类结果将110份品种(系)分为5类(图3): 第I类包括3份材料, 占总样本的2.73%, 属于高耐盐种质; 第II类仅2份材料, 占比1.82%, 属于耐盐种质; 第III类包括12份种质, 占比为10.91%, 属于中度耐盐材料; 第IV类包括39份材料, 占比为35.45%, 属于弱耐盐种质; 第V类包括的材料最多, 为54份, 占比49.09%, 属于不耐盐种质。这表明小豆材料中耐盐种质相对较少。根据D值和聚类结果, 筛选出高耐小豆种质XD005 (东掌小红豆)和XD003 (红小豆); 不耐盐小豆种质XD035 (特红3号)和XD016 (子洲小粒红豆)等。
A: 样本间聚类热图; B: 主成分分析图; C: 差异表达基因火山图。处理同图4。
本文的其它图/表
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