Front Plant Sci丨基于蛋白质组学和代谢组学分析马齿苋对盐胁迫耐受性的综合机制

论文内容

研究背景：

盐胁迫是影响全球作物生产力的主要制约因素。盐生植物的研究可为提高具有重要经济价值的作物耐受盐胁迫和更有效地利用盐生植物修复盐碱环境提供有价值的信息。马齿苋是一种广泛分布于热带和亚热带沿海地区的盐生植物，能吸收大量的钠。本研究旨在分析马齿苋在形态学、生理学、蛋白质组学和代谢组学水平上对盐胁迫的响应，并进一步了解其耐盐性背后的机制。

研究内容：

实验评估了马齿苋在水培系统中对不同浓度NaCl的形态学响应，后期的实验比较了马齿苋在0.4 M NaCl处理24 h作为即刻盐胁迫（IS）至14 d后作为适应性盐胁迫（AS），条件下的生理、蛋白质组学和代谢组学变化。通过这些分析，提出了马齿苋对盐胁迫的综合响应的工作模型。

结果表明，在添加0.4 M NaCl条件下生长的马齿苋在形态上与对照处理中生长的植物具有差异。根据测量参数，对照、IS和AS植物的生理变化各不相同。蛋白质组学分析在叶片和根中分别鉴定出47种和248种差异表达蛋白（DEPs）。KEGG分析表明，DEPs，尤其是根系DEPs，主要与代谢途径有关。根系代谢组学分析表明，IS植株中差异表达代谢物（DEMs）有292种，AS植株中有371种。其中，20.63%的DEMs上调与酚酸代谢有关。

研究结论：

本研究考察了马齿苋对不同NaCl浓度的形态和生理响应。植物能够在添加有0.4 M NaCl的水培溶液中生长，而不会显着降低叶数、根数、冠层高度或相对生长速率。在这种NaCl 浓度下，设置生长24 小时（即时盐胁迫）至2 周（适应性盐胁迫）的盐胁迫条件处理马齿苋，用于在蛋白质组学和代谢组学水平上研究。叶片共鉴定出 47 个DEPs，根系 248个DEPs。KEGG分析表明，DEPs，尤其是根系DEPs在代谢途径中高度富集。代谢组学分析在IS植物根部富集了292个DEMs，在AS植物根部富集了371个DEMs。信号转导、酚酸合成和代谢对马齿苋耐受盐胁迫至关重要。通过蛋白质组学和代谢组学的综合分析，本研究得到了马齿苋对盐胁迫的综合响应的工作模型。具体而言，盐胁迫激活了Ca2+、ABA和JA 信号转导网络，通过Ca2+ 促进苯丙烷类生物合成途径信号转导，增加松柏苷等代谢产物的含量，而盐胁迫通过ABA和JA信号转导抑制MAPK信号通路，促进Na+向液泡转移。马齿苋植物能够维持ROS稳态并适应盐胁迫。

期刊信息

期刊： Frontiers in Plant Science

影响因子（2022）：5.6

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转自：“农科学术圈”微信公众号

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