中波紫外线辐照对甜玉米种子萌发的影响及转录组分析

【目的】研究中波紫外线(UV-B)辐照处理对甜玉米种子萌发及相关基因表达的影响,为解析UV-B辐照促进种子活力的分子机理奠定基础。【方法】以甜玉米自交系T28种子为材料,设置0(CK),0.5,1,2,4和8 h共6个不同时长的UV-B辐照处理,对处理和对照(CK)种子萌发相关的表型指标、生理指标进行分析,同时借助转录组测序技术筛选促进玉米种子萌发的差异表达基因。【结果】UV-B辐照处理1 h时甜玉米自交系T28种子的发芽率最高,发芽势、发芽指数和活力指数随着UV-B处理时间的延长均呈先上升后下降的趋势,且在UV-B辐照处理1 h时达到最高。UV-B辐照处理1和2 h的甜玉米种子萌发72 h后,萌发种子的CAT、POD活性和游离脯氨酸含量均高于CK。对0(CK),1和2 h辐照处理下的差异表达基因进行趋势表达分析,获得8个不同趋势的基因集profile(0-7),其中profile2中1 716个转录本表达量呈先下降后上升趋势,profile5中919个转录本表达量呈先上升后下降趋势。GO富集分析表明,在生物过程、细胞组分、分子功能类别中,profile2基因集中富集最显著的分别为蛋白磷酸化、膜整体组件、转移酶活性和转移己糖基,profile5基因集中富集为翻译、核糖体、核糖体的结构组分。KEGG富集分析发现,profile2基因集中显著富集的通路主要注释在苯丙素类生物合成、次生代谢物的生物合成、代谢途径等;profile5基因集中显著富集的通路为淀粉和蔗糖代谢、氧化磷酸化及蛋白酶体。淀粉和蔗糖代谢通路中13个基因与各样本表达量聚类分析表明,在处理1 h样本中这些基因的表达显著上调。【结论】UV-B处理可以提高甜玉米种子的活力,处理时长1 h的效果最显著,推测不同时长处理下的差异表达基因与种子活力密切相关。

NaCl胁迫对甜玉米幼苗生长的影响

为探究盐害对玉米幼苗生长的影响,本研究以6份甜玉米材料进行不同处理的NaCl胁迫试验,试验甜玉米幼苗为ZXT102、D117、D110、D96、D87和D79,通过对甜玉米幼苗在NaCl胁迫下株高、叶宽、叶长、茎粗、根长、SPAD值、鲜重和干重的生长指标进行分析,筛选出盐敏感和盐耐受的甜玉米材料。结果表明,随盐土浓度增加,甜玉米幼苗的各项指标均呈现出先升高后降低的趋势;其中1和2 g/kg的盐土促进甜玉米幼苗的生长,3 g/kg的盐土对甜玉米的生长有轻微抑制,4和5 g/kg的盐土明显抑制甜玉米幼苗的生长。6份甜玉米材料中,D96为高度盐敏感材料,ZXT102、D117和D110为中度盐敏感材料,D79为轻度盐敏感材料,D87为盐耐受材料。本研究结果为土壤盐渍化地区高产耐盐甜玉米品种选育和甜玉米苗期耐盐性机制研究提供一定参考。