芝麻发芽期耐盐性鉴定方法研究及耐盐候选基因的挖掘

【目的】确定芝麻发芽期耐盐性鉴定适宜的NaCl胁迫浓度和评价指标，发掘耐盐种质和耐盐相关重要基因，为芝麻耐盐性大规模鉴定、遗传改良和耐盐机理研究提供方法借鉴和优异基因资源。【方法】以8份耐盐性差异较大的芝麻种质为材料，在不同浓度的NaCl（0、50、100、150、200和250 mmol·L^-1）胁迫下发芽，测定其发芽势、成苗率、根长、芽长和鲜重等指标，通过对指标值的方差分析、主成分分析、隶属函数和相关性分析等，筛选芝麻发芽期耐盐性鉴定适宜的NaCl处理浓度和评价指标。以100 mmol·L^-1 NaCl溶液为处理浓度，相对成苗率为鉴定指标对71份芝麻核心种质进行发芽期耐盐性鉴定和全基因组关联分析，并对获得的候选基因进行功能注释；通过NaCl胁迫下芝麻幼苗叶片转录组测序和荧光定量PCR分析候选基因的表达模式，筛选耐盐相关候选基因。【结果】对不同浓度NaCl胁迫下8份芝麻材料发芽各指标进行统计和方差分析表明，100 mmol·L^-1的NaCl处理下，除发芽势外，发芽指数、活力指数、成苗率、根长、芽长和苗鲜重的标准偏差值均较大，所有指标在0.05水平上均存在显著差异，100 mmol·L^-1的 NaCl溶液可以作为芝麻发芽期耐盐性鉴定的适宜胁迫浓度；相对成苗率、相对发芽势、相对发芽指数、相对活力指数、相对芽长、相对根长和相对鲜重7个指标与芝麻发芽期耐盐性关系密切，贡献率较高，可以作为芝麻发芽期耐盐性鉴定的评价指标。71份芝麻核心种质材料的相对成苗率变异比较丰富，符合正态分布；通过对71份芝麻核心种质相对成苗率与SNP标记进行全基因组关联分析，检测到7个与芝麻发芽期耐盐性显著关联的SNP标记（LG5:688003、LG7:9582027、LG10:5274091、LG10:10788493、LG11:11924186、LG14:2128695和LG16:3930301），SNP标记上、下游各100 kb区间内共有基因67个，其中有功能注释的基因34个；通过耐盐材料S04在盐胁迫下的转录组测序和荧光定量PCR对预测的候选基因进行表达模式分析，共有21个候选基因受到盐胁迫诱导显著差异表达。【结论】芝麻发芽期耐盐性鉴定的适宜NaCl胁迫浓度为100 mmol·L^-1，相对成苗率等7个指标可以作为适宜的评价指标；检测到与芝麻发芽期耐盐性显著关联的SNP标记7个，并鉴定出耐盐候选基因21个。

Screening Method for Salt Tolerance in Sesame (Sesamum indicum L.) and Identification of Candidate Salt-tolerant Genes