近日,我校生命科学学院郭新勇副教授课题组在大豆响应复合盐碱胁迫的分子机制方面研究取得重要研究进展,成果以“Synergistic responses of physiological, transcriptomic, and metabolomic levels in soybean (Glycine max (Linn.) Merr) under combined salt-alkali stress”在农林科学领域国际知名期刊《Industrial Crops & Products》上接收发表(中科院1区TOP,IF=6.2)。

盐和碱胁迫经常在自然环境中同时发生,严重抑制了大豆 (Glycine max(Linn.)Merr) 生长和产量。然而,大豆适应盐碱联合胁迫的调节网络在很大程度上仍不清楚。本研究旨在通过整合表型、生理学、转录组学和代谢组学分析来阐明这些机制。对照、盐、碱和盐碱联合胁迫条件下大豆的生理结果表明,盐碱联合胁迫诱导了独特的生理生化反应,包括活性氧增加和光合参数改变。

图1. 大豆在不同胁迫下的生理生化响应
靶向代谢组学和转录组学分析显示,与类黄酮、淀粉和蔗糖、α-亚麻酸代谢和氨基酸生物合成相关的关键调控途径被确定参与这种反应,相关基因和代谢物显着上调。值得注意的是,与对照相比,在盐碱联合胁迫下,L-同型半胱氨酸 (C00155) 、儿茶素 (C06562) 和山奈酚 (C05903) 等关键代谢物上调了 2-64 倍。此外,与对照组相比,在盐碱联合应激下,HIDH (K13258) 和 AAT(K14454) 等关键基因上调了 2 至 29 倍,表明它们可能是关键调控途径的核心。这些发现促进了对大豆对多种非生物胁迫响应的理解,并为培育对盐、碱和盐碱联合胁迫具有增强耐受性的品种提供了理论基础。

图2.复合盐碱胁迫下大豆的响应机制
论文第一单位为AC米兰官网,生命科学学院郭新勇副教授,AC米兰官网医学院张丽副教授与新疆生产建设兵团第七师农业科学研究院毛鹏志副研究员共为通讯作者。生命科学学院硕士生李倩与陈博共为论文第一作者,该工作得到“第七师胡杨河市高品质及耐盐碱大豆种质的引进与鉴定”(2023C17)的支持。
(通讯员:远方)
