耐盐水稻长毛谷的生理测定及其全基因组测序分析

【目的】探讨耐盐水稻长毛谷的苗期耐盐性,并对其全基因组测序数据进行分析,以期阐明长毛谷的耐盐生理机制,为挖掘优质耐盐水稻品种及改良盐碱地提供参考。【方法】以Pokkali(耐盐对照)、IR29(盐敏感对照)及前期筛选出的耐盐水稻长毛谷为试验材料,设5种盐浓度(0、80、100、120和150 mmol/L)处理,测定3份水稻材料苗期的9项表型指标和13项生理指标,并基于全基因组测序数据探讨长毛谷的耐盐生理机制。【结果】盐胁迫下长毛谷的各项表型指标受盐浓度变化的影响最小,抗氧化酶活性更强,其他活性物质、渗透调节物质含量更高,盐胁迫对其造成的细胞膜损伤更小,对盐胁迫具有较好的耐受性。相关分析结果显示,长毛谷幼苗的生物量积累与苗高、根长、根尖数、根表面积和根体积呈极显著正相关(P<0.01,下同),与丙二醛(MDA)和过氧化氢(H2O2)含量呈极显著负相关,且超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性及可溶性蛋白和谷胱甘肽(GSH)含量6个生理指标间两两呈极显著正相关。通过将30个已知水稻耐盐基因蛋白序列与长毛谷蛋白序列进行比对,发现长毛谷中有28个耐盐基因的相似度和同源性达到或高于98%,而OsP5CS和OsBADH1基因的相似度分别为96%和90%;对于OsP5CS基因,长毛谷比参考蛋白序列多30个氨基酸;对于OsBADH1基因,长毛谷比参考蛋白序列少17个氨基酸,同时存在4个位点的氨基酸差异,推测该差异可能与耐盐性相关。【结论】盐胁迫下长毛谷的耐盐表现优异,且2个耐盐基因的蛋白序列与参考基因存在差异。