大豆低温萌发响应机制解析：转录组与代谢组整合研究揭示基因调控网络及育种新靶点

本研究通过整合转录组（DEGs）与代谢组（DAMs）分析，揭示大豆耐冷种质C143在低温萌发过程中的关键调控机制。研究发现植物激素信号、脂肪酸代谢和冷响应通路（如LTI65、CAT2、YABBY转录因子）的协同作用显著增强低温耐受性，为耐寒大豆品种选育提供分子靶点。

　　

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Plant materials and low-tolerance screening

对187份大豆自然群体种质进行萌发期低温耐受性评价。筛选方法参照《大豆种质资源数据质量标准》中的表型评价标准。所有种子均按大小、圆度、饱满度均一且无病虫害的标准筛选，经1%次氯酸钠表面消毒30-60秒后冲洗三次，备用。

The transcriptomic and metabolomic data analysis of cold tolerant and sensitive accession of soybean in low temperature stress

在6℃低温条件下，两个大豆品种在吸胀后阶段无显著差异，但萌发后阶段C143（耐冷型）比K2C037（冷敏感型）萌发更快（图1A）。萌发率（GP）测定显示：低温处理下C143的GP为96%，K2C037为76%；常温条件下两者GP均达97%以上。

Discussion

两个品种在6℃吸胀后阶段均呈现下调DEGs和DAMs多于上调的现象。耐冷种质中下调DEGs数量是上调的5.8倍（5658个DEGs），敏感种质仅3251个DEGs。代谢组分析显示耐冷种质在吸胀后阶段富含黄酮苷类物质，萌发后阶段则积累更多脯氨酸和抗氧化代谢物。这些发现表明耐冷种质通过激活抗氧化系统（POD、CAT）和渗透调节物质积累应对低温胁迫。

Conclusion

整合分析揭示了大豆低温耐受的独特分子机制。耐冷种质C143在6℃胁迫下表现出增强的抗氧化酶活性（POD、CAT）、脯氨酸积累以及胁迫响应基因（如CAT2、RVE1、LTI65）的协同上调。代谢组鉴定出基因型特异性代谢物（黄酮苷、脯氨酸衍生物），其与DEGs的共表达网络主要关联植物激素响应、过氧化物酶体功能及脂肪酸代谢通路。该研究为耐寒大豆育种提供了关键遗传靶点。