【摘 要】
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红树植物是分布在热带、亚热带地区海岸潮间带的特殊的木本植物群落,高盐度是其生境的重要特征之一,在整个生命周期内都经历着海水与淡水的交替。由于其生活环境的特殊性,它们在漫长的进化过程中形成了一套独特的、与其他陆生植物和淡水植物所不同的耐盐机制。其中,秋茄是中国红树植物的常见种,也是我国分布最为广泛的红树植物,所以本课题以秋茄（Kandelia obovata）作为研究对象,探究其在盐度变化下的响应机
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红树植物是分布在热带、亚热带地区海岸潮间带的特殊的木本植物群落,高盐度是其生境的重要特征之一,在整个生命周期内都经历着海水与淡水的交替。由于其生活环境的特殊性,它们在漫长的进化过程中形成了一套独特的、与其他陆生植物和淡水植物所不同的耐盐机制。其中,秋茄是中国红树植物的常见种,也是我国分布最为广泛的红树植物,所以本课题以秋茄（Kandelia obovata）作为研究对象,探究其在盐度变化下的响应机制。过去对于秋茄盐响应与耐盐机制的研究多集中在外部形态与生理生化等方面,分子水平上的研究还处于初期阶段,所以本研究从转录组水平入手,着重于寻找秋茄的盐响应基因与通路,以探究秋茄的盐响应与耐盐策略;另外鉴于秋茄本身的生态学价值,对秋茄耐盐机制的研究也可以为秋茄的引种和人工种植提供帮助。本课题培养秋茄幼苗至第二对叶展开后,进行三个盐度（0‰、10‰、30‰）的分组处理,处理持续30 d,并在处理前、处理1d后和处理30 d后三个时间点进行根组织样品的采集,之后进行生理指标测定、转录组测序以及生物信息学数据分析。本研究得出的主要结果和结论如下:1.测定的生理指标包括叶绿素荧光参数F0、Fv/Fm、MDA含量、脯氨酸含量和SOD活性。经不同盐度1 d处理后,0‰盐度组各指标的变化情况相比于对照组（10‰盐度组）F0偏低,叶片中MDA含量偏低,叶片中脯氨酸含量基本一致,根中脯氨酸含量偏低,叶片中SOD活性偏低,根中SOD活性较高;30‰盐度组各指标的变化情况相比于对照组F0偏低且低于0‰盐度组,叶片中MDA含量较高,叶片中脯氨酸含量较高,根中脯氨酸含量偏低,叶片中SOD活性基本一致,根中SOD活性偏低。2.以p-value1为条件筛选差异表达基因。各组之间的DEGs（Differently Expression Genes）重合数量很少,大多数都是独特的。经过筛选,共得到30‰盐度1 d处理组与对照组间DEGs共585个,上调208个,下调377个;共得到30‰盐度30 d处理组与对照组间DEGs共141个,上调87个,下调54个;共得到0‰盐度1d处理组与对照组间DEGs 58个,上调27个,下调31个;共得到0‰盐度30 d处理组与对照组间DEGs 288个,上调145个,下调143个。3.各处理组之间得到的差异表达基因和富集到的代谢通路有明显的差异。30‰盐度1d处理的秋茄根组织中,主要在氮代谢与类黄酮生物合成等途径表现出差异;30‰盐度30 d处理的秋茄根组织中,差异表达基因的功能主要是帮助细胞维持稳态;0‰盐度1 d处理的秋茄根组织与对照组相比变化不大,差异基因显著富集在果胶降解通路中的果胶甲基酯酶和果胶裂解酶,且表达量下降,果胶降解过程减弱;0‰盐度30 d处理的秋茄根组织中,差异基因的功能主要表现为细胞的通透性增强且对生物胁迫的抗性增强。综合以上各组结果,推测秋茄在盐度环境突然发生变化时先启用防御措施,之后再根据外界盐度的高低调整代谢活动。与其他植物常见的盐响应机制相比较,秋茄有其独特的方式:（1）在盐胁迫下,秋茄根细胞会增加木栓质和木质素的合成,修饰和改变细胞壁结构以提高拒盐和保水能力。（2）在信号传导方面,秋茄可能更依赖于Ca2+作为传递盐胁迫的信号分子而不是ABA。（3）由于本身具有合成单宁的代谢通路,秋茄倾向于将酚类物质作为主要的活性氧清除剂。在秋茄中发现的盐响应基因和代谢通路能够丰富对高等植物耐盐机理的认识,为其他植物的抗盐基因工程育种提供更多的基因资源,且可以为秋茄自身的人工林种植提供更多的理论指导,具有重要的实际意义。本课题存在着一定的不足,如在盐度环境的设置上未能还原自然状态下盐度即时波动的状态、对单一转录组数据的分析不能够十分全面的揭露秋茄的盐响应过程,对于本课题获得的转录组数据还可以进一步进行转录因子预测、可变剪切等分析等。另外,未来可结合其他红树物种进行比较、分析,更好的探究红树植物在耐盐机制上的独特之处。
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