野生沙葱幼苗根系对干旱胁迫的生理响应和转录组分析OA

野生沙葱(Allium mongolicum)是荒漠沙地地区特有的野生特色植物,食药用价值高且生态效益显著。野生沙葱有明显的抗旱根系结构特征,然而干旱胁迫下根系应答的分子机制尚不明确。本研究以野生沙葱‘GS’和人工驯化沙葱‘XH’为试材,通过模拟自然干旱条件,解析两种沙葱幼苗根系对干旱胁迫的生理及转录组差异。结果表明,干旱胁迫抑制了两个沙葱品种的生长,与‘XH’相比,‘GS’在干旱胁迫后地上部分萎蔫程度更轻、株高与相对含水量更高、相对电导率更低。对根系生理特性的进一步探究发现,‘GS’的根系活力及活性氧清除能力均优于‘XH’。比较转录组分析显示,在正常与干旱条件下,‘GS’中鉴定到17149个差异表达基因(DEGs)(10219个上调基因和6930个下调基因),‘XH’中鉴定到18676个DEGs(10379个上调基因和8297个下调基因),两个品种在干旱胁迫下共有7401个重叠DEGs。GO富集显示,这些差异基因功能主要涉及代谢过程、细胞过程、膜部分、细胞部分、催化活性和结合等方面。KEGG通路富集分析表明,这些DEGs显著富集于苯丙烷生物合成、植物激素信号传导、淀粉与蔗糖代谢及MAPK信号通路等途径。进一步分析通路中的DEGs,CAD、SnRK2、AUX/IAA、PGM、MKK1/2等基因为关键候选基因。本研究初步揭示了野生沙葱幼苗根系响应干旱胁迫的生理和分子机制,为通过遗传改良提升作物抗旱性提供了基因资源。