‘宁春4号’EMS突变体的耐盐特性评价及转录组分析

摘要

为探究小麦的耐盐基因及相关代谢途径，以‘宁春4号’小麦品种（CK）及耐盐突变体（Mut）为材料，利用250 mmol/L NaCl进行胁迫处理，观测盐胁迫后0—7 d的小麦幼苗株高、地上部鲜重和干重、地下部鲜重和干重等形态指标的变化，测定胁迫后0、12、24和48 h的细胞膜透性、丙二醛和渗透调节物质含量、抗氧化酶活性，以及叶片Na⁺和K⁺含量，并进行转录组测序分析。结果表明：与CK相比，盐胁迫下Mut的叶片黄化程度显著降低，地上部鲜重和干重、地下部鲜重均显著增加，地下部干重和根冠比则无显著差异。盐胁迫12 h的Mut的细胞膜透性、丙二醛、脯氨酸及可溶性糖含量与CK相比均无显著差异；盐胁迫24和48 h时，Mut的细胞膜透性和丙二醛含量均显著降低，而脯氨酸和可溶性糖含量均显著升高；盐胁迫12、24和48 h时，Mut的过氧化物酶和过氧化氢酶活性也均显著升高，Na⁺含量显著降低，而K⁺含量与CK无显著差异；Mut的Na⁺/K⁺在48 h时显著降低。转录组时序分析显示，盐胁迫0 h时，差异表达基因主要富集于角质、木栓质和蜡质生物合成以及植物激素信号转导等途径；12 h时主要富集于苯丙烷类生物合成以及角质、木栓质和蜡质生物合成等途径；24 h时主要富集于角质、木栓质和蜡质生物合成以及氨基酸代谢等途径；48 h时主要富集于核糖体生物合成和MAPK信号通路等途径。蛋白质互作网络分析显示，其核心基因的蛋白产物包含WD40结构域。综上，突变体（Mut）在盐胁迫下通过激活次级代谢、信号转导等相关基因的表达，有效调控了渗透平衡、抗氧化系统等关键生理过程，从而增强了小麦幼苗对盐胁迫的耐受性。

关键词

小麦 / 盐胁迫 / 突变体 / 转录组分析 / 差异表达基因