为研究酿造高粱在盐碱胁迫下的响应机理,挖掘与酿造高粱耐盐碱性相关的基因和代谢物,本试验以180份酿造高粱种质资源为材料,以1/2 Hoaglaselleck合成nd营养液为对照,以1/2 Hoagland营养液与盐碱(Na HCO_3:Na_2CO_3=9:1)混合液为处理,设0、100 mmol/L、200 mmol/L 3个处理梯度,测定形态生理指标,转录组测序、液质联用技术分析酿造高粱叶片的差异基因、差异代谢物,并进行生物学分析。主要研Medical illustrations究结果如下:1.本研究对180份酿造高粱进行苗期耐盐碱筛选、分类及分析,筛选到1298、1104、2456、2534、1111、3045和3318等51份极耐盐碱材料,其在盐碱胁迫后相对存活率为100%,且相对根长以及相对苗长受盐碱胁迫影响较小;筛选到1176、1289、1172、1275、4205和3322等95份盐敏感材料,其在盐碱selleck产品胁迫后相对存活率较低,且相对根长以及相对苗长受盐碱胁迫影响较大。筛选出长势良好、受盐碱胁迫影响相对最小的极耐盐碱材料1份,受盐碱胁迫影响相对最大的敏盐碱材料1份。2.在盐碱胁迫下对极耐盐碱材料1298和敏盐碱材料1176两个材料进行SOD、POD、CAT、MDA、可溶性糖以及脯氨酸含量测定分析。结果显示,两个材料的6个生理指标在盐碱胁迫下均有变化,其中SOD、POD、CAT、可溶性糖在盐碱胁迫下呈“上升-峰值-下降”的趋势,MDA、脯氨酸随着盐碱浓度的上升而上升;在盐碱胁迫下,1298相较于1176有着更高的SOP、POD、CAT的酶活性以及MDA、可溶性糖、脯氨酸的含量。3.转录组学分析结果显示,在100 mmol/L和200 mmol/L盐碱胁迫浓度下1298和1176中分别检测到了2849、3092个上调基因和2443、1280个下调基因,通过GO、KEGG功能富集分析表明,植物激素、类黄酮、氨基酸等物质相关的代谢通路在盐碱胁迫下起关键作用;在转录本中共发现53类转录因子,主要为WRKY、AP2/ERF-ERF、NAC、MYB等;在盐碱胁迫下,1298相较于1176有较高水平的植物激素、类黄酮、氨基酸相关基因的表达量。4.代谢组学分析结果显示,在100 mmol/L和200 mmol/L盐碱胁迫浓度下1298和1176检测到471、950个上调代谢物和366、677个下调代谢物,差异代谢物主要富集到氨基酸代谢以及类黄酮生物合成等植物逆境响应关键通路;在盐碱胁迫下,1298相较于1176有较高水平的植物激素、类黄酮、氨基酸相关代谢物的积累量。5.转录组和代谢组联合分析发现,酿造高粱响应盐碱胁迫的关键代谢通路是类黄酮生物合成和氨基酸代谢途径,主要包括芹菜素、高良姜、柚皮素、对香豆酰辅酶A、环烯基查尔酮、N-乙酰基-L-瓜氨酸、L-丝氨酸等差异代谢物和Sobic.001G471100.v3.2、Sobic.002G205100.v3.2、Sobic.002G175600.v3.2等差异表达基因,这些相关的代谢物和基因在酿造高粱耐盐碱中发挥着重要作用。极耐盐碱品种相较于敏盐碱品种,有更高水平的抗氧化酶活性以及抗氧化物的积累量,植物激素、类黄酮、氨基酸等相关基因以及相关代谢物有着更高的表达量和积累量。