稀土镧缓解玉米镉胁迫的生理生化反应及其转录组分析

为了找到玉米缓解重金属镉胁迫的方法,采用稀土镧缓解玉米镉胁迫的生理生化反应,结合转录组分析,研究其缓解机理.试验发现:Cd2+处理会抑制玉米幼苗的根长和地上部分的正常生长,并且这种抑制作用会随着Cd2+浓度的升高而变的愈发明显.低浓度的La3+溶液(10,20 mg/L)会对玉米幼苗的生长产生一定的促进作用,而较高浓度的La3+溶液(40 mg/L)则会对玉米幼苗的生长产生抑制作用.喷施镧溶液会使Cd2+胁迫下的玉米幼苗生长状况得到改善,SOD、POD、CAT的活性与镉胁迫相比显著降低,但是与对照相比还是略高.采用二代测序技术,对镧处理下镉胁迫玉米根部样品进行转录组分析.以单独镉处理为对照,分析其差异表达基因,发现差异表达基因主要富集在淀粉和蔗糖代谢、氨基糖和核苷酸糖代谢、苯丙氨酸代谢以及植物激素信号转导4条通路.通过试验得出,喷施镧溶液可以缓解玉米幼苗受到的镉胁迫,但不会使其恢复到正常状态.通过转录组测序推测出稀土缓解重金属胁迫的原因可能与以上4条通路的相关基因有关,为后续针对稀土响应重金属胁迫的相关研究提供了候选分子资源.