为探究不同外源物质,硅(Si)、一氧化氮(NO)对铜(Cu)胁迫下小麦幼苗的影响,以小麦为材料,在Cu胁迫条件下对其添加Si、NO,检测其生理特性变化及miRNA差异表达。结果如下:1、铜胁迫处理后,幼苗根长度、根表面积、根体积、根系活力、叶绿素含量和叶绿素荧光均降低,且时间越长降幅越大,但根部平均直径增加。根系Cu、Si、铁(Fe)含量增加,但钙(Ca)、钾(K)、镁(Mg)、锰(Mn)、锌(Zn)含量降低,钠(Na)含量先升高后降低。与铜处理相比,加入外源Si、NO显著提高了小麦幼苗的根系活力、长度、表面积、体积以及叶绿含量、叶绿素荧光和营养元素(Ca、K、Mg、Mn、Zn)的含量,同时降低了小麦幼苗的根平均直径,提高了小麦对Cu胁迫的耐受能力。此外,元素Mg-Zn、Si-Na之间呈现显著正相关,Cu-Mg、Cu-Mn之间呈显著负相关,表明这些元素间以协同或拮抗作用为主。综上所述,外源Si与NO能够在一定程度上缓解重金属Cu对小麦幼苗的胁迫,且Si效果强于NO。2、铜胁迫下对外源Si、NO进行miRNA测序分析,结果表明:处理48 h后,外源Si、NO处理下分别检测到99和88个差异表达的miRNA。Si处理下,miR894、miR156、miR396等58个miRNA均有不同程度的上调,miR159、miR160、miR393等41个miRNA均有不同程度的下调;NO处理下,miR894、miR531、miR482等26个miRNA均有不同程度的上调,miR396、miR159、miR166等66个miRNA均有不同程度的下调;表明这些差异miRNA参与了外源Si、NO对铜胁迫响应的调控。对miRNA预测的靶基因进行GO富集分析后发现这些基因富集在氧化还原反应、金属离子结合、蛋白激酶等生物过程,分析KEGG路径发现,这些基因参与光合作用、谷胱甘肽代谢、植物激素信号转导等多种生物过程,在调控铜胁迫反应中起到重要作用。3、铜胁迫下对外源Si、NO进行转录组测序分析,转录组中外源Si、NO处理下分别检测到6445和8173个差异表达的mRNA;对差异表达的miRNA和mRNA进行联合分析,发现外源Si处理下74个差异表达的miRNA关联到773个靶基因,外源NO处理下58个差异表达的miRNA关联到912个靶基因。这些发现有助于从分子角度阐明铜胁迫下外源Si、NO的缓解机制。