豌豆耐高温种质筛选及其响应高温胁迫的转录组分析

摘要

【目的】研究高温胁迫下豌豆的生理响应及转录组数据变化，为耐高温豌豆品种选育提供依据。【方法】选取29份豌豆种质资源，测定高温胁迫下豌豆的相对叶绿素含量（SPAD值）及抗氧化酶（超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT））活性和丙二醛（MDA）、脯氨酸（PRO）、蛋白含量等生理指标；同时，对主栽品种中豌6号进行高温胁迫转录组分析，并用RT-qPCR验证差异表达基因。【结果】高温胁迫显著影响了豌豆的相对叶绿素含量（SPAD值）、SOD活性、脯氨酸（PRO）和蛋白含量。运用主成分分析、隶属函数标准化和聚类分析，将29份豌豆种质资源分为耐高温型、中间型和敏感型3个等级，其中云豌59号、滇豌1号、中豌6号和嫩苔8号被划分为耐高温型资源。转录组分析发现，高温胁迫下豌豆叶片中大量基因表达发生显著变化，且随胁迫时间延长，差异表达基因数量显著增加。KEGG功能富集分析显示，MAPK信号通路、核糖体通路和乙醛酸盐代谢通路在豌豆高温响应中发挥重要作用。GO功能富集分析筛选出高温响应核心基因：Ⅰ类热休克蛋白基因（novel 200）、核酮糖二磷酸羧化酶基因（KIW84＿036234）和糖基水解酶基因（KIW84＿040407）。【结论】在高温胁迫下，豌豆通过生理和分子机制调节表现出耐高温特性，筛选出的耐高温品种和关键基因可用于豌豆耐高温品种选育。

关键词

豌豆 / 高温胁迫 / 耐高温种质 / 生理指标 / 转录组分析