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摘要：【目的】谷子具有抗旱、耐貧瘠的特性,逐漸成為研究禾本科作物的模式作物。本研究以前期篩選并獲得的谷子耐鹽品種和敏感品種為材料,通過RNA-Seq測(cè)序篩選鑒定谷子的鹽脅迫響應(yīng)基因,揭示其響應(yīng)鹽害機(jī)制,為培育谷子抗鹽新種質(zhì)提供理論依據(jù)。【方法】對(duì)14個(gè)谷子品種進(jìn)行了萌發(fā)期抗鹽篩選。谷子不同品種的種子經(jīng)150 mmol·L-1NaCl處理萌發(fā)培養(yǎng)7 d后,分別統(tǒng)計(jì)各品種種子的萌發(fā)率、根長(zhǎng)和芽長(zhǎng),綜合各項(xiàng)指標(biāo)鑒定到豫谷2為耐鹽品種、安04為鹽敏感品種。以這兩個(gè)品種鹽脅迫前、后萌發(fā)期種子為材料,應(yīng)用RNA-Seq進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)定,分析鑒定鹽害下差異表達(dá)基因(differentially expression gene,DEG),并對(duì)DEG進(jìn)行GO和KEGG功能富集分析。同時(shí)應(yīng)用qRT-PCR對(duì)隨機(jī)挑選的15個(gè)DEG表達(dá)模式進(jìn)行驗(yàn)證,并與RNA-Seq結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性分析。【結(jié)果】耐鹽品種豫谷2、鹽敏感品種安04種子經(jīng)鹽脅迫處理后,分別鑒定出2786個(gè)和4413個(gè)DEG;其中,每個(gè)品種在NaCl處理前及處理后分別鑒定出1470和3826個(gè)DEG。GO和KEGG聚類分析顯示,NaCl處理下參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、抗氧化、有機(jī)酸的合成及轉(zhuǎn)運(yùn)以及次生代謝等相關(guān)的DEG在谷子萌發(fā)期種子應(yīng)對(duì)鹽脅迫響應(yīng)過程中具有關(guān)鍵性的作用,DEG主要集中在脅迫響應(yīng)、離子的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)、氧化還原、次生代謝及有機(jī)酸、多胺、苯丙烷的合成等過程。qRT-PCR對(duì)15個(gè)DEG表達(dá)模式的檢測(cè)結(jié)果與RNA-seq結(jié)果相關(guān)系數(shù)為0.8817。其中編碼離子通道的基因(HKT)、過氧化物酶基因(POD)、黃烷酮-3-羥化酶基因(FL3H)、MYB轉(zhuǎn)錄因子基因等在豫谷2中表達(dá)量較高,顯示其在谷子萌發(fā)期種子響應(yīng)鹽脅迫中可能發(fā)揮一定作用。【結(jié)論】谷子耐鹽品種及鹽敏感品種的種子對(duì)鹽脅迫的響應(yīng)程度具有一定的差異性,且品種對(duì)鹽害的耐受能力主要與基因?qū)γ{迫的響應(yīng)程度相關(guān),而與DEG的數(shù)量相關(guān)性不大。

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