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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。



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图4 盐胁迫下特红3号和东掌小红豆发芽表型差异
缩写同表2。TCK: 特红3号对照组; DCK: 东掌小红豆对照组; TST: 特红3号盐处理组; DST: 东掌小红豆盐处理组。不同小写字母表示组间差异显著(P < 0.05) (n = 3)。比例尺为1 cm。
正文中引用本图/表的段落
为揭示耐盐与盐敏感品种的生理响应差异, 以筛选出的东掌小红豆(高耐盐)和特红3号(盐敏感)为材料, 采用70 mmol L-1 NaCl溶液对2个品种进行了7 d的浸种试验, 测定发芽表型及生理生化指标。结果表明, 在对照条件下, 2个品种之间的发芽表型性状差异不明显; 在盐胁迫下, 2个品种的所有发芽表型指标均下降, 但特红3号的下降幅度大于东掌小红豆(图4)。在盐胁迫处理后, 2个品种的过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性和可溶性糖(SS)、脯氨酸(Pro)含量均较对照组升高(图5), 在这些指标中, 除可溶性糖外, 其他指标均为东掌小红豆上升幅度大于特红3号。东掌小红豆的超氧化物歧化酶(SOD)活性在盐胁迫后显著升高, 特红3号则显著降低。东掌小红豆的过氧化氢(H2O2)含量在盐处理后基本维持不变, 而特红3号显著升高。淀粉(ST)含量在东掌小红豆中无显著变化, 在特红3号中显著降低。综合各项生理生化指标, 2个品种在盐胁迫下表现出不同的生理调控策略, 东掌小红豆的抗氧化能力和渗透调节能力均优于特红3号, 更能适应盐胁迫环境。
处理同图4。CAT: 过氧化氢酶; POD: 过氧化物酶; SOD: 超氧化物歧化酶; H2O2: 过氧化氢; SS: 可溶性糖; ST: 淀粉; Pro: 脯氨酸。不同小写字母表示组间差异显著(P < 0.05) (n = 3)。
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。
A: DCK vs DST的GO富集分析; B: TCK vs TST的GO富集分析; C: DCK vs DST的KEGG富集气泡图; D: TCK vs TST的KEGG富集气泡图。处理同图4。
处理同图4。淀粉和蔗糖代谢通路局部图, 展示了蔗糖合酶(SUS)、α-淀粉酶(AMY)、4-α-葡聚糖转移酶(malQ)在通路中的位置及催化关系。每个酶左侧为转录组相对表达量柱状图, 右侧为qRT-PCR相对表达量柱状图。不同小写字母表示组间差异显著(P < 0.05); n = 3。矩形代表基因, 椭圆形代表代谢物。
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