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为解析谷子（Setaria italica）和黍（Panicum miliaceum）盐胁迫适应机制，研究人员通过比较转录组分析，鉴定出 137 条共代谢通路（如苯丙烷生物合成、钙信号通路）及物种特有转录因子（如谷子 HD-ZIP、黍 bHLH）。研究为耐盐作物育种提供分子靶标，发表于《Discover Plants》。
论文解读
研究背景
全球土壤盐渍化严重威胁农作物产量，而谷子和黍作为耐旱耐贫瘠的 C4 作物，在盐碱地种植中展现出独特优势。然而，其盐胁迫响应的分子机制尚不明确，制约了耐盐品种的培育。目前，多数研究聚焦单一作物的抗盐路径，缺乏不同物种间调控网络的比较分析。因此，揭示谷子与黍在盐胁迫下的共性与特异性分子机制，对提升盐碱地农业生产力、保障粮食安全具有重要意义。
印度泰米尔纳德农业大学（TNAU）植物分子生物学与生物技术中心的研究团队，针对这一科学问题开展比较转录组研究，成果发表于《Discover Plants》。
关键技术方法
研究通过公开数据库获取谷子（盐敏感 / 耐盐品系）和黍的盐胁迫 RNA-Seq 数据，经 FastQC 质量控制、Trimmomatic 去杂后，采用 Trinity（黍）和 HISAT2（谷子）进行转录组组装。利用 EdgeR 筛选差异表达基因（DEGs），结合 KEGG 通路富集、Gene Ontology（GO）注释及转录因子（TFs）家族分析，系统解析两物种的盐胁迫响应网络。
研究结果
数据预处理与转录组组装
黍经 170 mM NaCl 处理后，测序数据过滤后获得约 2300 万高质量 reads，Trinity 组装得到 206,592 条转录本，N50 为 2,088 bp；谷子经 0.17 mol/L NaCl 处理，过滤后 reads 映射率超 96%，基于参考基因组的 HISAT2 组装显示良好完整性。
差异基因表达与功能注释
谷子鉴定出 1,286 个 DEGs（863 上调，423 下调），GO 富集显示应激反应、信号转导和磷代谢相关通路显著激活；黍检测到 7,378 个 DEGs（3,333 上调，4,045 下调），分子功能集中于催化活性和氧化还原酶活性，细胞组分涉及质膜和细胞核。
共代谢通路与特异性通路
两物种共享 137 条代谢通路，包括苯丙烷生物合成、淀粉与蔗糖代谢、钙信号通路及氧化磷酸化，其中淀粉代谢通路基因显著上调，表明能量储备对盐胁迫适应的重要性。谷子特有通路涉及卟啉代谢和赤霉素生物合成，黍则富集硫代谢、硫胺素代谢和光合作用通路，暗示其独特的抗氧化和光能利用策略。
转录因子家族分析
共鉴定出 31（黍）和 19（谷子）个 TF 家族，其中 15 个家族共享（如 WRKY、bHLH）。谷子特异性表达 HD-ZIP 和 NAC 家族，与非生物胁迫响应和维管发育相关；黍富集 bHLH、ERF 和 MYB-related 家族，调控次生代谢和乙烯信号通路。
结论与意义
研究通过比较转录组揭示了谷子与黍在盐胁迫下的保守代谢网络（如钙信号介导的应激响应、能量代谢稳态维持）及物种特异性调控机制（如谷子的 HD-ZIP 驱动结构适应、黍的硫代谢增强抗氧化能力）。这些发现不仅深化了对粟类作物抗盐机制的认知，还为作物耐盐分子育种提供了关键靶标（如转录因子、代谢通路关键酶）。未来可通过基因编辑技术靶向调控保守或特异性通路，推动盐碱地适生作物的遗传改良，助力应对全球气候变化下的粮食安全挑战。
