解析花生耐盐机制：挖掘关键基因，构建调控网络

研究人员对耐盐和盐敏感花生品种进行研究，构建了花生耐盐调控网络，为遗传育种提供依据。

　　在广袤的农业土地上，土壤盐渍化正逐渐成为一个棘手的问题。全球大约 33% 的灌溉农田和 10 亿公顷的耕地都受到了土壤盐渍化的影响，而且受影响的耕地面积还在因气候变化和过度耕种逐年增加。这一问题严重制约了农业生产，威胁着粮食安全。花生作为一种重要的油料作物，富含蛋白质、脂质和维生素，是优质的植物蛋白来源。它虽然对盐碱和贫瘠土地有一定耐受性，常被种植在边际土壤，但土壤盐渍化依然会显著阻碍其生长发育，影响产量和质量。为了深入了解花生的耐盐机制，沈阳农业大学的研究人员开展了相关研究，其成果发表在《BMC Plant Biology》上。

研究人员主要运用了转录组测序、加权基因共表达网络分析（WGCNA）等技术，以耐盐花生品种农花 5 号（NH5）和盐敏感品种阜花 23 号（FH23）为材料进行研究。

研究结果

1. 生理差异：研究人员测定了不同时间点花生的多项生理指标。在 NaCl 胁迫下，盐敏感和耐盐花生基因型呈现出明显的形态差异。随着胁迫时间延长，电解质渗漏率和丙二醛（MDA）含量显著增加，FH23 的增加更为明显，这表明其细胞膜受到了更严重的损伤。NH5 则通过积累游离脯氨酸和可溶性蛋白来维持细胞内的渗透平衡，并且其抗氧化酶活性更高。在光合作用方面，NH5 和 FH23 的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）在 NaCl 胁迫 6 小时后均显著下降，且随着胁迫时间延长下降幅度更大。胞间 CO?浓度（Ci）在 NH5 中显著下降，而在 FH23 中先下降后上升，这表明非气孔限制因素是导致 FH23 光合作用下降的主要原因123。
2. 转录组分析：对花生幼苗叶片进行 RNA 测序，研究人员共获得 12,612 个差异表达基因（DEGs）。在盐胁迫 24 小时时，上调基因的数量显著多于下调基因；而在 48 小时时，下调基因数量超过上调基因。通过 qRT-PCR 对随机选择的 9 个 DEGs 进行验证，证实了 RNA 测序结果的准确性45。
3. 共表达网络构建与分析：基于转录组数据构建 WGCNA 网络，研究人员确定了 7 个不同的模块。其中，绿松石、蓝色、棕色模块分别与 14、12、12 个生理性状显著相关。进一步分析发现，蓝色、棕色、绿色和黄色模块与花生耐盐性密切相关。从这 4 个关键模块中筛选出了 24 个 hub 基因，这些基因编码 δ-1 - 吡咯啉 - 5 - 羧酸合酶（P5CS）、醛脱氢酶（ALDH）、SNF1 相关蛋白激酶（SnRK）等多种蛋白67。

研究结论与意义

通过对花生耐盐和盐敏感品种的生理和分子响应分析，研究人员发现，在持续的 NaCl 胁迫下，花生叶片的电解质渗漏率增加，膜通透性受损，FH23 受损更严重。NH5 通过积累游离脯氨酸和可溶性蛋白维持细胞内渗透平衡，且抗氧化酶活性较高。在盐胁迫初期，气孔限制是导致光合作用下降的主要因素；随着胁迫时间延长，非气孔限制因素成为主要限制因素，影响了花生的细胞代谢和组织结构，使花生无法维持正常生理活动。研究人员构建了花生潜在耐盐调控网络，确定了 4 个关键共表达模块和 24 个 hub 基因。这些发现为花生耐盐品种的选育提供了理论基础，有助于进一步揭示花生耐盐的分子机制，对提高花生在盐渍化土壤中的产量具有重要意义。

总之，该研究成果为解决花生在盐渍化土壤中的生长问题提供了新的思路和方向，有望推动花生遗传育种工作的发展，提高盐碱地的农业生产效益。