碱性胁迫和二氧化硒诱导黑豇豆不同基因型产生差异性生理、生化和转录响应

《Scientific Reports》：Alkaline stress and selenium dioxide induce differential physiological, biochemical, and transcriptional responses in Vigna mungo genotypes

　　

摘要

碱性胁迫限制了作物的生产力。本研究考察了二氧化硒（SeO?）种子预处理（100 μM，6 h）对两个豇豆（Vigna mungo L.）地方品种——伊朗品系（IR）和印度品系（IN）——在碱性胁迫（pH 9）下响应的影响。高pH降低了地上部长度（IR减少23%，IN减少22%）和根系长度（IR减少29%，IN减少12%）；SeO?预处理使IR的地上部长度提高45%，但IN仅提高2%。胁迫条件下地上部鲜重下降（IR下降32%，IN下降42%），SeO?处理后IR鲜重进一步下降，而IN则上升45%。胁迫条件下两个基因型的甘氨酸（Gly）均急剧升高，而丙氨酸（Ala）、甲硫氨酸（Met）、色氨酸（Trp）和苯丙氨酸（Phe）在IR中增加（96-202%），但在IN中减少或检测不到。在SeO?与碱性联合处理下，IN的Gly和Ala进一步升高，Phe和Met变为可检测，而IR表现出混合的氨基酸响应。与单独碱性胁迫相比，联合处理使IR中的CAT和POD活性显著提高（101-124%），而IN响应不一致。qRT-PCR结果显示IN中NAC基因上调（128%），而IR中下调（89%）。总体而言，SeO?预处理产生了依赖于基因型的效果，增强了IN的生物量积累和氨基酸代谢，加强了IR的抗氧化防御和地上部伸长，支持针对豆科作物在碱性土壤中抗逆性的基因型特异性预处理策略。