在盐胁迫条件下，利用山毛榉酸处理大麦种子，对其生理特性、代谢组学分析以及HvSOS1基因的研究

AzA预处理可显著缓解盐胁迫下大麦氧化损伤，提升Bülbül89和Avc?2002品种的耐盐性，尤其对Avc?2002效果更突出，同时诱导内源ABA积累。

　　

Hatice CETINKAYA|Nikola STAYKOV|Tsanko GECHEV|Burcu SECKIN DINLER

土耳其锡诺普大学艺术与科学学院生物系

摘要

壬二酸（AzA）是一种含有九个碳原子的二元羧酸，在植物的系统获得性抗性（SAR）机制中起着重要作用。通过查阅相关文献，发现许多研究探讨了壬二酸在正常条件及生物胁迫下的作用机制，但关于非生物胁迫下的研究却相对较少。

选用耐盐和敏感品种Bülbül89与Avc?2002的大麦种子（Hordeum vulgare L.），分别用三种不同浓度的壬二酸（2、4、8 ppm）进行预处理，随后将幼苗暴露于300 mM NaCl的盐胁迫环境中。研究人员检测了壬二酸处理对叶片的生理、生化和分子生物学影响，包括生长情况、相对含水量（RWC）、相对电解质渗漏量（REL）、叶面积（LA）、脯氨酸含量、脂质过氧化产物丙二醛（MDA）水平、活性氧种类以及内源脱落酸（ABA）和水杨酸（SA）的含量，并分析了代谢组学数据及SOS1基因的表达情况。

研究结果表明，壬二酸处理可减轻大麦植株因盐胁迫引起的氧化损伤，并改善相关胁迫指标（如MDA、H₂O₂、O₂^•–含量及脯氨酸和OH^•–的清除能力）。此外，在盐胁迫条件下，生长参数（长度和重量）、叶绿素含量、RWC、LA和SA水平有所下降，而脯氨酸、REL及代谢组学指标（蛋氨酸、丙氨酸、丝氨酸、蔗糖、棉子糖和甘露醇）则有所上升。值得注意的是，在较高浓度（Bülbül89 - 4 ppm，Avc?2002 - 8 ppm）下，这些指标恢复至接近对照组的水平。

基于这些结果，建议将壬二酸作为抗氧化损伤抑制剂或信号分子用于提高植物的耐盐性。总体而言，本研究提供了生理、生化、代谢组学及基因表达数据，证实壬二酸能够保护大麦植株免受氧化胁迫，且在Avc?2002品种中效果更为显著。

章节摘录

引言

影响全球农业用地的环境胁迫因素是阻碍植物生长发育的重要因素（Nehra等，2024）。具有耐胁迫性的植物品种能够在轻度胁迫条件下存活数月，并在胁迫条件消除后恢复正常的生理活动（Hassan等，2021；Singh等，2022）。

考虑到影响农业用地的环境胁迫...

实验设计

本研究选用了两个大麦品种（Hordeum vulgare L.）：Bülbül89和Avc?2002。将预处理过的种子（24小时，浓度为2、4、8 ppm的壬二酸）播种在塑料盆中的土壤中，每个盆中包含5粒种子，培养基为土壤/粘土/粘壤土（比例2:1:1），pH值为6.5。种子在黑暗环境中发芽（温度23°C），发芽后移至25°C、光照时长为16小时/8小时的生长室中培养。

结果

本研究从多个方面评估了Bülbül89和Avc?2002品种的表现，包括生长情况、生理生化特征、胁迫标志物、代谢组学数据及基因表达水平，结果以百分比或倍数变化的形式呈现。采用t检验分析处理组间的统计差异：P < 0.01时认为差异具有显著性，P > 0.01则表示无显著差异。

讨论

在本研究中，Bülbül89和Avc?2002品种在300 mM NaCl胁迫下生长受到抑制，尤其是Avc?2000品种的表现更为明显（图3A、B）。先前的研究也证实Avc?2000品种在盐胁迫下株高会降低（Do?ru和Kacar，2019）。值得注意的是，在添加壬二酸的情况下，Bülbül89的株高未发生变化，而Avc?2000品种的株高反而有所增加（2 ppm和4 ppm浓度下）。

结论

本研究揭示了壬二酸在大麦（Bülbül89和Avc?2002）植株中诱导的生理、生化、代谢组学和分子适应性反应，为理解植物胁迫适应机制提供了新的见解。研究发现，壬二酸对植株的茎和根的生长具有促进作用，同时降低了相关胁迫标志物的水平。

作者贡献声明

Hatice CETINKAYA：撰写初稿、方法学设计。Nikola STAYKOV：方法学设计、数据分析。Tsanko GECHEV：撰写初稿、方法学设计。Burcu SECKIN DINLER：撰写初稿、指导工作、方法学设计、数据分析、概念构建

未引用的参考文献

álvarez‐Rodríguez等，2024；Bhat等，2023；Biswas和Pal，2024；Boorboori和Li，2025；Chen和Murata，2002；Chong等，2019；Djami-Tchatchou等，2017；Do?ru和Ka?ar，2019；Dosko?ilová，2012；Feki等，2014；Haghpanah等，2024；Hasegawa，2013；Huang等，2000；Huang等，2019；Jan等，2021；Kaur和Asthir，2021；Kim和Minamikawa，1997；Kucukkalyon和Dinler，2025；Ma等，2023；Mansoor等，2022；Mansour和Ali，2017；Mittler和Zilinskas，1991；

数据可用性声明

不适用。

利益冲突

作者声明无利益冲突。

资助

本研究得到了锡诺普大学研究基金（FEF- 2023-SU102FEF）的支持。T.G.和N.S.还感谢保加利亚国家科学基金资助的BIOCROPS项目（项目编号КП-06-ДБ/1），以及欧洲区域发展基金通过“智能转型研究、创新和数字化计划”（PRIDST）资助的BG16RFPR002-1.014-0003-C01项目。

利益冲突声明

? 作者声明不存在可能影响本文研究的财务利益冲突或个人关系。