【摘 要】
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气候变化显著增加土壤盐分并对植物生长产生潜在的不利影响。植物在盐胁迫下的转录组学和代谢组学变化可揭示植物在盐胁迫耐受上存在潜在的机制。Solenostemma argel(Delile)Hayne是一种沙漠植物,可以在恶劣的环境条件下生存,并具有几种重要的药用特性,但是S.argel对盐分适应的机制却鲜为人知。在本文中,我们研究了在土壤盐分胁迫下S.argel植物的根和叶在生理、转录组和代谢组方面
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气候变化显著增加土壤盐分并对植物生长产生潜在的不利影响。植物在盐胁迫下的转录组学和代谢组学变化可揭示植物在盐胁迫耐受上存在潜在的机制。Solenostemma argel(Delile)Hayne是一种沙漠植物,可以在恶劣的环境条件下生存,并具有几种重要的药用特性,但是S.argel对盐分适应的机制却鲜为人知。在本文中,我们研究了在土壤盐分胁迫下S.argel植物的根和叶在生理、转录组和代谢组方面的变化。转录组的从头测序获得57,796个单基因,分别代表165,147个转录本/同工型,GC含量分别为37.93%和38.46%。所有的单基因在Uniprot,egg NOG,GO和KEGG数据库中至少有一个有功能注释。在盐胁迫下,在根中共鉴定出730个差异基因,其中396个上调,334个下调;在叶片中鉴定出927个差异基因(上调和下调分别为601和326个)。不同的GO和KEGG途径富集分析中,显示一些与防御相关的生物途径是参与S.argel耐盐性的潜在机制,例如对渗透压和氧化胁迫的响应、MAPK信号传导和植物激素信号转导途径。生长素和ABA信号通路在根和叶中被上调,而乙烯和水杨酸盐信号通路在叶中被上调,这些途径是介导盐信号、调节植物生长和建立盐胁迫耐受性防御系统的重要途径。液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)用于检测在盐分胁迫下S.argel叶和根的代谢产物变化。根和叶受胁迫时分别有45种和56种关键代谢物有变化,根和叶之间共有20种代谢物。总体而言,鸟氨酸、槲皮素、甘油三丁酸酯、芥子酸、亚精胺、羟基苯甲酸衍生物、海藻糖和蔗糖均发生了显着变化,它们可能会提高S.argel植物的抗氧化性和渗透调节能力。有趣的是,在某些途径中,基因表达水平与代谢物水平呈正相关。本文的研究结果对沙漠植物响应盐胁迫机制提供了的新见解,可能有助于代谢工程研究并对增强重要作物对非生物胁迫耐受性有重要意义。
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