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盐是影响作物生长和产量的主要环境因素之一。玉米作为第二大粮食作物,土壤盐渍化极大的限制其产量。本研究的试验材料为玉米骨干自交系合344,对两叶一心期的玉米幼苗进行150mM NaCl处理。研究NaCl胁迫条件下玉米叶片生理响应、脂类代谢调控,及基因表达情况,以探究盐响应机制的调控模式,对更深入了解玉米对盐的耐受性,研发耐盐玉米新品种具有非常重要的意义。本研究对0,1,3和7d NaCl胁迫下的玉米叶片的转录组测序是在BGISEQ-500测序平台进行,测序结果显示,S7d Vs C0d对比组中基因数量最多,说明在盐胁迫7d时会大量的诱导盐响应基因表达。对差异表达基因进行功能注释的结果显示,S7d Vs C0d对比组注释到大量的差异表达基因,为10366个,其中差异表达基因最多的是在代谢通路。同时,一些转录因子可能参与调节盐响应基因,如MYB、WRKY、NAC和bHLH等。在激素和渗透调节也存在大量盐响应基因。在盐胁迫下,玉米幼苗叶片抗氧化体系中SOD、POD活性以及MDA含量随着胁迫时间的增加而增加,而叶绿素含量在盐胁迫下有所下降。同时,转录组数据检测到与SOD、POD酶相关基因以及与MDA含量相关LOX基因在盐胁迫下上调表达,而参与叶绿素合成和降解基因均呈下调表达模式。光合特性生理指标与基因表达的一致性为更深入的研究盐胁迫下光合参数的变化奠定了分子基础。对盐胁迫0,1,3和7d的玉米幼苗叶片进行ESI-MS/MS检测,一共检测到2种半乳糖脂,1种硫脂,6种磷脂,和3种溶血磷脂。玉米叶片脂类含量最丰富的是半乳糖脂DGDG和MGDG。DGDG所占百分比在盐胁迫下升高,MGDG的含量降低,SQDG没有显著变化;磷脂中PG和PC在盐胁迫时下降,PE、PI、PS和PA在盐胁迫时增加。DGDG和MGDG的36:6分子种含量最丰富,说明玉米半乳糖脂的合成则完全依赖于真核途径,是18:3植物的典型特征。在转录组数据中,S1d Vs C0d、S3d Vs C0d和S7d Vs C0d对比组均筛选出超过460个脂类调节基因,Log2FC≥1.5或≤-1.5的基因数目均在S7d Vs C0d最多为122/30。“磷脂信号”、“真核磷脂合成与编辑”途径在15个脂类代谢途径中差异基因富集明显,说明盐胁迫激活了磷脂代谢途径。基于对转录组和脂质组数据的研究结果,本文描述了膜脂代谢的相关途径及相关基因,初步建立了盐胁迫下玉米叶片膜脂代谢的基因-代谢物互作网络图。盐胁迫激活了ER上的磷脂合成途径以及叶绿体中的甘油糖脂的从头合成途径,催化这些途径的基因大多被上调。其中PLD和NPC的显著上调,说明PC-PA和PC-DAG途径共同为叶绿体糖脂合成提供前体。利用全基因组分离鉴定共获得15个玉米GPAT基因。玉米GPAT被分为四个簇。ZmGPAT基因家族均含有磷酸酰基转移酶(PlsC,smart00563)结构域,一些基因还含有卤代脱卤酸水解酶(HAD-like,pfam12710)结构域。ZmGPAT7和ZmGPAT14几乎在玉米的营养生长和生殖生长的所有阶段都以高水平表达。ZmGPAT基因家族在盐胁迫下上调明显。