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黑果枸杞是稀盐盐生植物的代表,其叶片具备适应盐生环境的典型肉质化形态特征,研究黑果枸杞肉质化发生机制,有助于阐明盐生植物的耐盐机理。本实验以黑果枸杞的组培苗为实验材料,用不同浓度(0 mmol/L~250 mmol/L)氯化钠(NaCl)胁迫处理4周,观察显微结构,检测叶片肉质化程度与保水力,分析各器官离子积累规律,然后通过Illumina HiSeq?2500测序平台进行转录组测序及生物信息学分析,来研究盐胁迫诱导黑果枸杞组织肉质化现象发生的机制,为揭示黑果枸杞的耐盐机理提供理论依据。主要结论如下:1.在不同浓度(50 mmol/L,150 mmol/L,250 mmol/L)NaCl处理4周后,黑果枸杞各器官生长表型显示了差异:叶片长度、根系长度和根冠比均随着NaCl浓度的增加而增加;叶片厚度、叶横截面积和茎叶横截面积均有不同程度的增加,表现在细胞体积增大,上下表皮细胞排列整齐紧密,栅栏组织和海绵组织区分明显且排列紧密。此外,叶片含水量(TWC)、鲜重/干重比值(FW/DW)均随着NaCl胁迫浓度的增加而逐渐增加,且在250 mmol/L NaCl处理下达到最大值。以上结果说明一定浓度的NaCl胁迫能使黑果枸杞的叶片变厚,茎枝变粗,导致黑果枸杞的组织肉质化现象发生。2.植物离体叶片的失水速率能反映叶片保水力的大小。在NaCl胁迫下,随着胁迫时间延长,叶片失水速率呈下降趋势,但下降程度随着NaCl浓度的增加呈减小趋势,说明一定浓度的NaCl胁迫可以降低叶片的失水速率,提高叶片的保水力。3.黑果枸杞幼苗在不同浓度NaCl胁迫下,随着胁迫浓度的增加,不同器官Na~+、Cl~-离子浓度呈不同程度增加趋势,且离子在各器官积累的规律为叶>茎>根。说明一定浓度盐胁迫下,黑果枸杞具有积盐特性,盐离子可能充当了无机渗透溶质,是肉质化发生的原因之一。根、叶K~+浓度和K~+/Na~+比值随着NaCl浓度的增加而降低,但250 mmol/L NaCl胁迫下不再显著下降,说明在一定浓度盐胁迫下,黑果枸杞具有维持植物体离子平衡的状态,是其适应盐生境的表现。4.转录组测序共产出清洁序列28.91 Gb,筛选出了290447个差异表达转录本,84个差异表达基因,对照组与处理组的差异表达基因的表达量上、下调显著。根据基因功能注释结果,差异基因主要集中在:氨基酸转运与代谢,翻译、核糖体结构和生物转化,蛋白质转译后修饰,蛋白质转换和伴侣蛋白,无机离子转运和代谢,次级代谢物转运、合成与分解过程中。同时,我们还挖掘了与无机离子转运以及水分转运相关基因在胁迫前后的表达差异,以上代谢调控路径与差异基因序列的挖掘为进一步研究肉质化发生的分子机制提供了依据。