黄淮海地区不同青贮玉米品种的耐盐性评价与转录组学分析

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青贮玉米作为畜牧业中重要的粗饲料来源。近年来在国家政策的引导下种植面积逐渐扩大。但我国黄淮海地区土地盐渍化日趋严重,严重影响作物的生长发育。本试验以30个不同青贮玉米品种为试验材料,进行盐渍地适应性评价和萌芽期耐盐性评价,筛选不同耐盐性的青贮玉米品种,分析青贮玉米在盐胁迫下的生理响应,并通过转录组测序,初步解析青贮玉米响应盐胁迫的分子机制,为培育耐盐青贮玉米品种和盐渍化土地的开发利用提供理论依据。主要研究结果如下:(1)对滨海盐渍地种植的青贮玉米的16个主要指标进行评价表明,渝青386和渝青玉3号产量显著高于对照品种郑单958;圣瑞999、迪卡625和正大1473的相对饲用价值高于郑单958;此外,青贮玉米鲜草产量与株高、叶长、茎粗、绿叶数等呈极显著正相关关系。采用灰色关联度综合评价表明,渝青386、迪卡625和正大1473在滨海盐渍地适应性强。(2)对参试青贮玉米品种萌芽期进行不同浓度盐胁迫,结果表明,盐胁迫会抑制种子的萌发,但低浓度盐胁迫对部分品种的生长有促进作用;胚芽对盐胁迫更敏感,盐胁迫下胚芽的长度及生物量受到的抑制作用均比胚根强;随着胁迫浓度的增加,发芽势、发芽率、幼苗生物量和长度均呈下降趋势,通过隶属函数对其耐盐性强弱进行综合评价,正大1473、金岭青贮377和大京九26耐盐性较强。(3)不同耐盐性青贮玉米对盐胁迫的生理生态响应试验显示,随着胁迫浓度增加,各品种的抗氧化酶活性均呈上升趋势,但敏盐型品种在达到耐盐阈值后抗氧化酶活性开始下降,且SOD、POD活性对敏盐型品种响应敏感,CAT对耐盐型品种响应敏感;随胁迫浓度的增加耐盐型品种可溶性糖含量升高幅度逐渐增加,而敏盐型品种的可溶性糖含量在200 mmol·L-1胁迫时呈负增长。(4)对极耐盐品种金岭青贮377和极敏盐品种铁研53进行200 mmo·L-1胁迫,取叶片进行转录组测序分析,在两个品种中分别鉴定出3168个DEGs和5211个DEGs,差异共表达基因有2061个,通过GO分析多数基因注释到“催化活性”、“转录因子活性”和“抗氧化活性”。KEEG通路注释显示,差异共表达基因显著富集到苯丙素合成、类黄酮生物合成、花青素生物合成等通路中。同时还鉴定到多个转录因子,其中b HLH、WRKY、NAC、MYB转录因子占有较高比例,这些转录因子可能在青贮玉米的耐盐性调控中发挥了作用。从以上的分析可以看出,金岭青贮377、大京九26和正大1473耐盐性更强,更适合在盐渍地种植,进一步扩大青贮玉米的种植规模。
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