近日，我校生命科學學院郭新勇副教授課題組在大豆響應復合鹽堿脅迫的分子機制方面研究取得重要研究進展，成果以“Synergistic responses of physiological, transcriptomic, and metabolomic levels in soybean (Glycine max (Linn.) Merr) under combined salt-alkali stress”在農(nóng)林科學領(lǐng)域國際知名期刊《Industrial Crops & Products》上接收發(fā)表（中科院1區(qū)TOP，IF=6.2）。

鹽和堿脅迫經(jīng)常在自然環(huán)境中同時發(fā)生，嚴重抑制了大豆 （Glycine max（Linn.）Merr） 生長和產(chǎn)量。然而，大豆適應鹽堿聯(lián)合脅迫的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡在很大程度上仍不清楚。本研究旨在通過整合表型、生理學、轉(zhuǎn)錄組學和代謝組學分析來闡明這些機制。對照、鹽、堿和鹽堿聯(lián)合脅迫條件下大豆的生理結(jié)果表明，鹽堿聯(lián)合脅迫誘導了獨特的生理生化反應，包括活性氧增加和光合參數(shù)改變。

圖1. 大豆在不同脅迫下的生理生化響應

靶向代謝組學和轉(zhuǎn)錄組學分析顯示，與類黃酮、淀粉和蔗糖、α-亞麻酸代謝和氨基酸生物合成相關(guān)的關(guān)鍵調(diào)控途徑被確定參與這種反應，相關(guān)基因和代謝物顯著上調(diào)。值得注意的是，與對照相比，在鹽堿聯(lián)合脅迫下，L-同型半胱氨酸 （C00155） 、兒茶素 （C06562） 和山奈酚 （C05903） 等關(guān)鍵代謝物上調(diào)了 2-64 倍。此外，與對照組相比，在鹽堿聯(lián)合應激下，HIDH （K13258） 和 AAT（K14454） 等關(guān)鍵基因上調(diào)了 2 至 29 倍，表明它們可能是關(guān)鍵調(diào)控途徑的核心。這些發(fā)現(xiàn)促進了對大豆對多種非生物脅迫響應的理解，并為培育對鹽、堿和鹽堿聯(lián)合脅迫具有增強耐受性的品種提供了理論基礎。

圖2.復合鹽堿脅迫下大豆的響應機制

論文第一單位為石河子大學，生命科學學院郭新勇副教授，石河子大學醫(yī)學院張麗副教授與新疆生產(chǎn)建設兵團第七師農(nóng)業(yè)科學研究院毛鵬志副研究員共為通訊作者。生命科學學院碩士生李倩與陳博共為論文第一作者，該工作得到“第七師胡楊河市高品質(zhì)及耐鹽堿大豆種質(zhì)的引進與鑒定”（2023C17）的支持。

（通訊員：遠方）