水稻NGY1早期耐盐分子机制解析：基于亲本与子代转录组比较研究

针对水稻耐盐性分子机制不明的问题，研究人员通过比较耐盐品种NGY1与其亲本YF47/SN9903的转录组差异，发现NGY1能快速激活氧化还原平衡（REDOX）、植物激素信号（MAPK）和NBS-LRR蛋白基因，并存在独特的可变剪接（SE事件）调控，为耐盐育种提供新靶点。该研究发表于《Rice》，揭示了杂交后代超越亲本耐盐性的分子基础。

　　

在全球土壤盐渍化威胁33%耕地的背景下，水稻作为盐敏感主粮作物，其耐盐性改良迫在眉睫。然而，耐盐性作为多基因调控的复杂性状，分子机制尚未完全阐明。现有育种面临两大困境：一是田间筛选易受环境干扰，二是杂交后代耐盐性提升的分子基础不明。这导致耐盐基因资源匮乏，育种周期长且不确定性高。

江苏省农业科学院和中山生物育种实验室的研究团队以耐盐杂交稻NGY1（母本SN9903×父本YF47）为研究对象，通过多组学分析揭示了其超越亲本的耐盐机制。研究发现NGY1在盐胁迫早期（1小时）即能快速激活更多应激基因，并通过独特的可变剪接（SE事件）和NBS-LRR蛋白基因高表达实现高效耐盐。该成果发表于《Rice》，为耐盐精准育种提供了新策略。

研究采用表型分析、RNA-seq转录组测序、GO/KEGG功能富集、可变剪接分析和RT-qPCR验证等技术。实验材料为NGY1及其亲本YF47/SN9903的幼苗，设置0/1/12小时200 mM NaCl处理组，通过Illumina Novaseq6000平台测序，DESeq2筛选差异基因（DEGs）。

研究结果
表型分析显示NGY1在100 mM NaCl处理72小时后，株高、根长、鲜重和叶绿素含量均显著优于亲本（P<0.01），耐盐性排序为NGY1>YF47>SN9903。

转录组分析发现1小时盐胁迫是关键节点：NGY1的DEGs数量（上调2,583个）远超亲本，且富集在转录启动（GO:0006351）和MAPK信号通路（ko04016）。12小时后，亲本中氧化应激相关基因（GO:0042743）表达激增，而NGY1仍维持稳态，H₂
O₂
含量显著低于亲本（P<0.05）。

耐盐基因调控方面，NGY1在1小时即特异性上调TSPO（转运蛋白基因，表达量最高）和LEA17（胚胎发育晚期丰富蛋白），而盐敏感基因SKC1（OsHKT1;5）下调幅度更大。持续胁迫12小时后，NGY1中DST（耐盐转录因子）等基因的抑制程度显著低于亲本。

可变剪接分析首次发现SE（外显子跳跃）事件在NGY1中持续增加，而亲本则减少。差异SE基因富集于细胞过程调控，包含耐盐相关基因NFXL2（氧化应激响应因子）和OTS1（SUMO蛋白酶）。

NBS-LRR蛋白基因如Os11gRGA3和Pi42(t)在NGY1中持续高表达（FPKM值达亲本3-8倍），RT-qPCR验证其表达与盐胁迫时长呈正相关。

该研究揭示杂交稻NGY1的耐盐优势源于三大机制：早期快速激活应激通路（MAPK/激素信号）、动态可变剪接（SE事件）优化基因表达，以及NBS-LRR蛋白基因的组成型高表达。这些发现不仅解释了杂交后代超越亲本的分子基础，更提供了可直接用于育种的靶点基因（如TSPO和Os11gRGA3）。值得注意的是，传统抗病相关NBS-LRR基因在耐盐中的新功能，为作物多抗性育种提供了跨界思路。研究建立的"早期响应基因筛选"模型，可显著提升耐盐育种效率，对保障盐渍化地区粮食安全具有重要意义。