褪黑素增强红小豆芽期耐盐碱能力的机制解析OA

土壤中过量的盐碱会抑制红小豆植株的正常生长发育,造成产量和品质的下降。芽期是植物生命周期中最脆弱的阶段之一,提高芽期的耐盐碱性对于确保整个生长周期内作物的健康生长尤为重要。探究褪黑素对盐碱胁迫下芽期红小豆的缓解机制,选用红小豆品种龙小豆5号作为试验材料。试验设置了以蒸馏水为对照(CK),以及3个处理组,分别为混合盐碱溶液SA和褪黑素溶液MT以及MT+SA(在SA基础上添加浓度为100μmol/L的褪黑素溶液)。与SA相比,MT+SA处理能够显著促进红小豆芽期的生长。红小豆的抗氧化酶活性、可溶性蛋白以及可溶性糖含量也显著增加。红小豆中ROS含量、MDA含量、H_(2)O_(2)含量显著降低。在转录组学分析方面,SA与对照(CK)对比、MT+SA与SA对比,分别产生了9111,4662个差异表达基因(DEGs)。CK vs SA处理组中有4487个上调基因和4624个下调基因;MT+SA与SA处理组中有1800个上调基因和2862个下调基因。对差异基因进行GO富集分析发现,主要富集在代谢过程、生物调节、转录调节活性、转运活性、催化活性等方面;通过KEGG富集分析确定的主要通路为map00940、map00941和map00943。对这3个通路中识别出的差异基因进行qRT-PCR验证,结果显示,qRT-PCR与RNA-seq的表达趋势一致,从而证实了RNA-seq数据的可靠性。综上所述,基于表型、生理、转录组数据以及qRT-PCR数据的研究结果,发现褪黑素对芽期红小豆在抵御盐碱胁迫时有显著作用。