论文部分内容阅读
盐胁迫是世界上限制植物生长和生产力的主要非生物胁迫。本试验采用顺序GISH-FISH、DIA蛋白质组学和耐盐性鉴定等方法,研究耐盐小偃麦Y1805的染色体组成,挖掘Y1805对盐胁迫和恢复条件应答的关键蛋白质和代谢途径,评价Y1805和小麦杂交F2植株的耐盐性,以期为小麦耐盐遗传育种奠定基础。本试验获得的主要结果如下:（1）本试验对Y1805染色体进行顺序GISH-FISH分析,采用长穗偃麦草基因组DNA标探针（绿）,煮断的中国春小麦基因组DNA为封阻对Y1805染色体进行GISH分析,结果显示Y1805是含有来自长穗偃麦草的7对E组染色体的八倍体小偃麦。以重复序列p As1-1、p As1-3、p As1-4、p As1-6、AFA-3和AFA-4为红色探针,p Sc119.2-1和（GAA）10为绿色探针对Y1805染色体进行FISH分析,结果显示,红色信号主要分布在D组染色体,绿色信号主要集中在B组染色体,E组染色体出现了明显的红色信号,但绿色信号很少。Sa20和W2小麦A、B组染色体上红色信号较少,绿色信号主要分布在B组染色体。（2）Y1805在T2（恢复1 h）和T3（恢复24 h）时期的植株长度和干重显著大于T1（盐胁迫5 h）时期,在3个时期处理与对照的差异都不显著,盐胁迫下Y1805仍然保持正常生长。在T3时期,盐敏感中国春小麦CS的植株长度、干重显著低于对照。在T3时期,Y1805和CS的植株长度分别比对照减少了1.99%和6.37%;它们的植株干重分别比对照下降了11.83%和15.69%。因此,盐胁迫对Y1805植株长度和干重的影响较小,盐胁迫撤除后恢复生长的能力也更强,表现出强的耐盐性。（3）在盐胁迫下,从Y1805和CS中分别鉴定了44和69个差异表达蛋白（DEPs）。在这些DEPs中,Y1805有23个特有的差异蛋白（11个上调,12个下调）,它们在Y1805的耐盐性中起着关键作用,转录组-蛋白组关联分析显示,盐胁迫下有13个DEPs在转录水平和蛋白水平表达模式相同,有1个DEPs在转录水平与蛋白水平表达模式相反。从Y1805中选择了15个与盐胁迫密切相关的基因进行q RT-PCR分析,证实了蛋白质组学数据的准确性。与CS相比,“抗氧化活性”和“分子功能调节剂”是盐胁迫下Y1805特有途径,另外,Y1805中一些与盐胁迫反应相关的特异性DEPs上调表达,如过氧化物酶5、ATP依赖性DNA螺旋酶、海藻糖磷酸酶3、ABA诱导蛋白PHV A1、1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶4。Y1805具有较强的耐盐性,这可能归因于活性氧清除、渗透调节、植物激素（脱落酸和乙烯）和短暂生长停滞等。（4）在恢复条件下,在小偃麦Y1805中鉴定到102（66个上调,36个下调）个DEPs。在CS中,检测到525（307个上调,218个下调）个DEPs。Y1805具有73个（48个上调,25个下调）特有的差异蛋白,它们可能有助于盐胁迫后Y1805的快速恢复。转录组-蛋白组关联分析显示,25个DEPs在转录水平和蛋白水平表达模式相同,有2个DEPs在转录水平与蛋白水平表达模式相反。与CS相比,“病毒”和“病毒部件”是Y1805恢复期特有途径。另外,UDP葡萄糖6-脱氢酶2、木聚糖酶抑制剂、甘油-3-磷酸脱氢酶[NAD（+）]2、DEAD-box-ATP依赖RNA螺旋酶14、CLP蛋白酶调节亚基CLPX1、胞浆谷氨酰胺合成酶、肽基脯氨酸顺式反异构体CYP59、DEx H-box ATP依赖性RNA螺旋酶DEx H10可通过加强细胞壁、增强呼吸、ATP和蛋白质水解、铵解毒、转录调控、促进核酸合成、及时处理不完全剪接和假转录等途径使Y1805快速恢复生长。（5）对3个亲本材料Y1805、Sa20和W2进行了耐盐性鉴定,发现耐盐性最强的为Y1805,最弱的为W2。将3个F2群体1903（Y1805×Sa20）、1905（W2×Y1805）、1906（Y1805×W2）的盐害率和黄化率进行综合分析,在1903群体中,1903-68、1903-106、1903-185、1903-84和1903-134的耐盐性最强,1903-209、1903-71、1903-204、1903-103和1903-101的耐盐性最弱;在1905群体中,1905-29、1905-79、1905-23、1905-28和1905-78的耐盐性最强,1905-69、1905-57、1905-83、1905-48和1905-75的耐盐性最弱;在1906群体中,1906-128、1906-121、1906-181、1906-120和1906-21的耐盐性最强,1906-14、1906-35、1906-67、1906-18和1906-29的耐盐性最弱。Y1805是含有7对E组染色体的八倍体小偃麦（AABBDDEE）,发现了Y1805对盐胁迫和恢复条件应答的关键蛋白和代谢途径,初步理解了Y1805与小麦杂交后代植株的耐盐性。这些结果为解析小偃麦耐盐的分子机理和关键基因克隆提供参考。