農(nóng)學畢業(yè)論文

水稻和大麥耐鹽性的比較基因組學研究郭秋林（農(nóng)學，3120100118）摘要：大麥（HordeumvulgareL.）是最耐鹽的禾本科作物之一，其野生種質(zhì)中蘊含豐富的耐性基因資源，這些基因通過各種分子機制調(diào)控植株的耐鹽性。然而，水稻是禾本科作物中耐鹽差的物種之一。但大麥和水稻在基因組序列及其表達模式上具有高度相似性。這些基因往往較保守，在生長中具有功能顯著性和等效性，稱為共有基因，含有一些轉錄因子、酶家族、結構蛋白等，這些基因的作用可能與耐鹽性相關。本實驗選用以水稻日本晴(Oryzasativasubsp.Japonica)和西藏野生大麥XZ26（Hordeumvulgatesubsp.spontaneum）為代表材料，用轉錄組測序?qū)ふ饮}脅迫下大麥與水稻基因組中響應鹽脅迫的共有基因和物種間特異表達基因，結合對應的耐鹽表型與元素含量進行分析，初步探索大麥和水稻基因組與耐鹽性的關系，從基因?qū)用娼沂敬篼満退疚锓N間耐鹽的相關機理，為水稻耐鹽性改良提供理論參考。關鍵詞：鹽脅迫；差異表達基因；表現(xiàn)型；元素含量;轉錄組測序。ComparativegenomicsanalysisofsalttolerancebetweenriceandbarleyQiu-linGuo(Agronomy,3120100118)Abstract:Amonggramineouscrops,barley(HordeumvulgareL.)isoneofthemostsalt-tolerantspecies,whichcontainsrichresourcesofsalt-tolerancegenesregulatingsalttoleranceofplantsinitswildgermplasm.However,riceissaltsensitive.Barleyandricehavehighsimilarityinthegenomesequencesandtheexpressionpatternofgenes.Theseconservativegenesinbarleyandrice(cBRgenes)includingtranscriptionfactors,enzymefamilies,structuralproteinsmaintainthelawofgrowthregulation,whichplayingimportantrolesinsalttolerance.Inthisstudy,ricecultivarNipponbare(Oryzasativasubsp.Japonica)andaTibetanwildbarleyXZ26(Hordeumvulgatesubsp.Spontaneum)wereselectedforthisresearch.ThecBRsdifferentlyregulatedinriceandbarleyundersaltstresswereidentifiedthroughRNA-seq.ThenthecorrelationbetweencBRsgenesandsalttoleranceinbarleyandricewasdiscussed,revealingthemechanismofsalttolerancebetweenthetwocropsatthegenomelevel,whichcouldprovideavaluablereferenceforimprovingandbreedinginrice.Keywords:Saltstress;differentiallyexpressedgenes;phenotype;elementcontent;RNA-seq.

目錄1.引言 32.研究背景綜述 32.1大麥的耐鹽機理 32.2大麥與水稻的耐鹽性比較 42.3轉錄組及其測序技術（RNA-seq） 43.材料與方法 43.1實驗材料 53.2植株處理與取樣 53.3元素含量測定 63.4RNA提取與RNA-Seq分析 63.5數(shù)據(jù)分析 84.文獻綜述 94.1大麥和水稻耐鹽性比較 94.2鹽脅迫對大麥及水稻元素含量的影響 104.3鹽脅迫下轉錄組分析 145.討論 225.1響應基因的表達與耐鹽性的關系 225.2大麥和水稻耐鹽性差異的基因組層面的探討 235.3研究展望及不足之處的改進 23參考文獻 24

液以控制pH在6.0左右，實驗組開始時NaCl濃度每次換營養(yǎng)液增加50mM，直到達到目標濃度，使植株逐漸去適應高鹽環(huán)境。3.2.3取樣方法鹽處理7d（播種第33d）后對材料進行取樣，取樣品種為XZ26、日本晴，濃度為0mM、100mM，共4組處理。每組處理各收取生長狀況最好的6個重復，每個重復分別剪取地上和地下共2部分，各自作為1個樣本。地下部的根用自來水沖洗3次，連續(xù)沖洗1min，洗去吸附在根表面的離子，地上部剪去除生長狀況不佳的老葉片。取樣時就將6個重復先后分2批收取，每批隨機3個重復。第一批樣品，編號地上部S1-S12，地下部R1-R12，在80℃下烘干72h稱干物重，烘干后稱重。烘干后的樣品用于短期鹽處理的金屬元素含量測定。第二批樣品同為3個樣本，編號地上部S1-S12，地下部R1-R12，立即放于液氮冷凍烘干，-80℃保存?zhèn)溆糜诖x含量測定（RNA-seq）[2,31]。3.3元素含量測定 取樣后，將地上部和地下部的第一批烘干后樣品，研碎后稱取重量。將樣本加入試管，冷卻后再加入10mlHNO3:H2O（1:1），用試管加熱器以160℃消煮約2h，直至消煮液只剩試管半球部分。用濾紙過濾，收集提取液并定容至20mL，保存于試管并標記。各樣本Na、K、Ca、Mg、Cu、Fe、Mn和Zn離子含量用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀ICP-OES（iCAP6000型號，美國賽默飛世爾科技公司）測定。3.4RNA提取與RNA-Seq分析3.4.1總RNA提取 將第二批樣品送樣，每組取液氮冷卻后的樣本約0.5g，其中地上部取第三完全展開葉，采用QIAGEN的RNeasyPlantMiniKit(50)試劑盒提取總RNA，于-80℃冷庫備用。3.4.2mRNA分離和純化通過兩次純化，使用結合有poly-T寡核苷酸的磁珠從總RNA中分離純化出含有poly-A的mRNA。步驟如下：確?？俁NA起始量有1ug-5ug，加NucleasefreeWater補齊到50ul；取15ulNEBNextOligod（T）25beads到另一個新的PCR管中；取100ul2XRNABindingBuffer洗磁珠兩次；往磁珠中加入50ul2XRNABindingBuffer和第一步中50ulRNA，吸打混勻；放入PCR儀，65℃5min；當PCR儀的溫度達到4℃時，就拿出PCR管，室溫放置5min，使mRNA充分綁定到磁珠上；將PCR管放到磁珠板上2min，使已綁定到磁珠上的mRNA分離出來；吸走上清液，加入200ulWashBuffer洗掉未綁定的RNA；置于磁珠板上2min，吸走上清液，再洗一次；往磁珠中加入50ulElutionbuffer，吸打混勻；放入到PCR儀中，80℃2min，25℃保存；當PCR儀溫度達到25℃，立即拿出PCR管，往PCR管中加入50ulRNABindingBuffer，吸打混勻；室溫放置5min，使mRNA充分綁定到磁珠上；按以上步驟加200ulWashBuffer洗兩次；往磁珠中加入10ulNucleasefreeWater混勻，置于PCR管中80℃2min；立即將PCR管放到磁珠板上分離，等液體變澄清后，吸出6.75ul到新的PCR管中，即為mRNA。3.4.3mRNA熱打斷加入純化后的的6.75ulmRNA、2ulFirstStrandSynthesisReactionBuffer、0.5ulRandomPrimers，混勻后放到PCR儀中，94℃11min，時間一到立即拿出置于冰上。3.4.4mRNA反轉錄往上一步結束的反應中加入0.25ulMurineRNaseInhibitor、0.5ulProtoScriptIIReverseTranscriptase，混勻后按以下程序進行反應合成第一條cDNA鏈：25℃10min42℃15min70℃15min4℃hold往合成的第一條連中加入24ulNucleasefreewater、4ulSecondStrandSynthesisReactionBuffer、2ulSecondStrandSynthesisEnzymeMix放到PCR儀中，16℃1h，熱蓋溫度40℃3.4.5cDNA純化（1）往上述結束的dscDNA中加入72ul(1.8x)AMPureXPbeads（2）吸打混勻，室溫放置5min（3）放置于磁珠板上，等液體變澄清（大約5min），小心吸除上清（4）往PCR管中加入200ul80%的酒精，洗30s，吸除上清，洗兩次（6）往已晾干的磁珠中加入30ul的NucleasefreeWater，吸打混勻磁珠（7）將PCR管放到磁珠板上分離（8）等液體變澄清后，吸出27.75ul到新的PCR管中3.4.6末端修復通過切除或者補平3’和5’突出端，得到平末端。對5’端磷酸化后，再對3'端加‘A’，使其能與下一步含有‘T’的Adapter互補連接加入1.5ulNEBNextEndPrepEnzymeMix、3.25ulNEBNextEndRepairReactionBuffer(10x)、27.75ul純化后dscDNA，混勻后將PCR管放入PCR儀中，按以下程序運行：20℃30min65℃30min保存于4℃3.4.7接頭連接在雙鏈cDNA片段上加上Adapter，使其能雜交到flowcell上往末端修復結束的PCR管中加入7.5ulBlunt/TALigaseMasterMix、1.25ulDilutedNEBNextAdaptor、1.25ulNucleasefreewater，混勻后將PCR管放于PCR儀中，設置為20℃15min，時間到立即加入1.5ulUSERenzyme，混勻后放置于PCR儀中，設置為37℃15min。3.4.8磁珠篩選用0.6xAMPureXPbeads抓取600bp以上的DNA片段，再用0.8x的濃度對600bp以下的DNA片段進行300bp以上片段的抓取，篩選出300-600bp的范圍富集PCR，步驟如下：（1）往接頭連接結束的PCR管中加入1.25ulNucleasefreeWater，補齊到45ul（2）加入27ul(0.6x)AMPureXPbeads，吸打混勻，室溫放置5min（3）放置于磁珠板上，等液體變澄清（大約5min），吸取上清到新的PCR管中（4）再次加入9ulAMPureXPbeads，吸打混勻，室溫放置5min（5）放置于磁珠板上，等液體變澄清（大約5min），吸除上清（6）往PCR管中加入200ul80%的酒精，洗30s，吸除上清，洗兩次（7）將PCR管放置于磁珠板上，打開蓋子晾干，使其完全龜裂（大約5min）（8）往已晾干的磁珠中加入13ul的NucleasefreeWater，吸打混勻磁珠（9）將PCR管放到磁珠板上分離（10）等液體變澄清后，吸出11.5ul到新的PCR管中3.4.9PCR富集PCR選擇性的富集兩端含有接頭的DNA片段，放大cDNA文庫。向文庫中引入檢索引物以用于多樣本測序。加入11.5ul篩選后的DNA片段、12.5ulNEBNextHighFidelity2xPCRMasterMix、0.5ulIndex（X）Primer、0.5ulUniversalPCRPrimer，混勻放入PCR儀中，按以下程序進行：預變性98°30s1個循環(huán)變性98°10s退火65°30s15個循環(huán)延伸72°30s終延伸72°5min1個循環(huán)保存4°∞3.4.10膠回收純化用2%的瓊脂糖凝膠進行電泳，切取350-450bp之間的片段，用QIAGEN膠回收試劑盒進行回收，剩余2ul用Qubit測RNA濃度。3.4.11文庫接頭效率測定使用AglientTechnologies2100Bioanalyzer儀器對每個文庫進行條帶大小的確定，然后再用KAPA的文庫定量試劑盒進行文庫接頭效率的測定，以確保數(shù)據(jù)的準確性。3.5數(shù)據(jù)分析 采用Excel（MicrosoftOfficeExcel2013）進行相對干物重的計算，先用t檢驗去除偏差值較大的樣本組數(shù)，剩余數(shù)據(jù)求平均值。相對干物重對2個品種的實驗組、對照組的各個元素含量的數(shù)據(jù)進行處理。按元素分類，計算均值、標準差，繪制圖表。采用Blast2go3.3軟件對RNA-seq檢測到的各品種地上部、根部及根部的mRNA序列文庫進行檢索及注釋。計算表達上調(diào)或下調(diào)倍數(shù)（Foldchange）。FoldChange=X1~X3是實驗組三個重復的表達量，日本晴：S1~S3，R1~R3，XZ26：S7~S9，R7~R9Y1~Y3是實驗組三個重復的表達量，日本晴：S4~S6，R4~R6，XZ26：S10~S12，R10~R12篩選出FDR＜0.001，相對表達FoldChange＞2或＜0.5的差異表達基因（mRNA序列），將同一基因表達出的轉錄組進行歸納，合并為單個基因，列出各品種各部位差異基因表。從差異基因表中選出水稻和大麥中具有高度序列相似性的共同表達基因，再從中選出在一對多或多對一中評估成績較高的基因，列出共同差異基因表，以待進一步比較分析。4.結果與分析4.1大麥和水稻耐鹽性比較圖1三種鹽濃度處理下大麥與水稻表現(xiàn)型的差異如圖1，與對照組相比，在100和150mM濃度的NaCl處理條件下，大麥組、水稻組的生長情況均受到一定影響。圖1為在鹽處理7d取樣時，各組的生長形態(tài)。對照組水稻生長狀況良好，葉片正常呈現(xiàn)綠色、挺直；對照組大麥的生長狀況良好，葉片寬大茂密，但基部老葉倒伏較嚴重，部分葉片有發(fā)黃，這與預期有所不符。在鹽濃度100mM下，大麥總體長勢與對照組相比變化不大，葉片疏密適宜，呈綠色，葉寬減?。欢窘M則開始呈現(xiàn)一定影響，主要表現(xiàn)在新葉生長速率減緩，老葉開始發(fā)黃，根系生長減緩，部分葉片葉尖下垂。150mMNaCl處理下，大麥生長受到一定影響，但并不明顯，僅生長速率稍減緩；與之相對，水稻所有品種的生長均受到嚴重影響，從株高來看，生長速率緩慢，部分植株基本停止生長，接近死亡，葉片窄小、蜷縮萎蔫。 以XZ26和日本晴分別作為大麥、水稻的代表品種，第一次取樣所測得干物重結果如表2?？梢娙コ趾笈c對照相比，XZ26和日本晴在100mM下干物重呈基本不變或減小趨勢，由相對干物重可見變化幅度不大，大約在0.75至1.0之間，日本晴根部及XZ26地上部干物重對鹽處理較為敏感。就整珠而言，高濃度鹽含量時，XZ26的相對干物重隨濃度增加減少更明顯。表2鹽處理前后大麥與水稻根和地上部干物重比較編號“S”為地上部，“R”為根部，干物重為差異顯著性分析后求求平均所得部位品種處理濃度干物重/g相對干物重地上部日本晴對照0.19650.958100mM0.1883XZ26對照0.15480.815100mM0.1261根部日本晴對照0.04610.757100mM0.0349XZ26對照0.04240.892100mM0.03784.2鹽脅迫對大麥及水稻元素含量的影響 保持離子平衡是大麥的重要耐鹽機制，也是作物正常生長的基本要素之一。在大致了解大麥與水稻主要品種的耐鹽性差異后，即可測定它們對照組、100mM兩個鹽濃度水平的地下部和地上部的大量元素K、Ca、Na及微量元素Mg、Mn、Fe、Cu、Zn含量。從圖2和圖3中可以直觀了解鹽脅迫對大麥及水稻兩個組織中元素含量的影響，其結果對該時期基因組功能及表達量變化等進一步研究具有參考價值。以日本晴和XZ26分別作為水稻和大麥的代表品種，選取鹽處理后7d進行測定。 鹽處理后，日本晴、XZ26地上部、地下部的Na含量均顯著上升，升至對照組的10-30倍，其中根部XZ26處理前為0.745mg?g-1，與日本晴的0.725mg?g-1接近，處理后上升至22.24mg?g-1較之日本晴含量更高。而地上部情況則有所不同，處理前日本晴和XZ26分別為0.278mg?g-1與0.284mg?g-1非常接近，鹽處理后XZ26上升至33.52mg?g-1遠低于日本晴的52.18mg?g-1，兩個品種的變化趨勢與根部相反，說明大麥在高鹽環(huán)境下，Na自根部到地上部的轉運趨向于受到抑制，體現(xiàn)了大麥品種的離子平衡機制。日本晴、XZ26的地上部、根部在高鹽環(huán)境下，K含量均顯著下降，與Na含量變化呈現(xiàn)顯著的負相關。其中日本晴根部由39.0mg?g-1降至19.24mg?g-1，為對照組的49%，降幅最顯著，XZ26由68.10mg?g-1降至52.1mg?g-1，降幅僅23%；地上部日本晴K元素含量僅降至75%，由對照組的50.83mg?g-1降至38.07mg?g-1，XZ26與之相比，實驗組62.76對比對照組100.78，降至62%，幅度更加明顯，說明高鹽環(huán)境對K的吸收產(chǎn)生了一定影響，并且日本晴在高鹽環(huán)境下更趨向于將K元素輸送到地上部，而XZ26趨向于保留在根部。兩個品種的地上部、地下部的Ca含量在鹽處理時發(fā)生不同程度的下降。其中對處理最不敏感的是日本晴的根部，實驗組1.276mg?g-1與對照組1.152mg?g-1相比降幅10%，而XZ26根部由2.731mg?g-1降至1.802mg?g-1，降幅34%；與之相對的，地上部日本晴的實驗組與對照組Ca含量分別為3.77mg?g-1與5.36mg?g-1，XZ26分別為3.84mg?g-1與6.21mg?g-1，鹽處理后的Ca積累量二者相近，處理前XZ26有稍高的積累量，降幅分別為30%與38%，XZ26降幅僅僅稍大于日本晴，可見XZ26鈣含量對鹽處理更加敏感，而日本晴僅地上部積累量受到較大影響。微量元素方面，最值得關注的是Fe元素和Cu元素，與其他元素不同，它們的根部積累量顯著高于地上部。未進行鹽處理時，日本晴和XZ26根部的Fe積累量分別為0.235mg?g-1和0.822mg?g-1，大麥品種顯著更高，而地上部含量分別為0.0872mg?g-1和0.0875mg?g-1，基本相同；鹽處理時，日本晴根部和地上部Fe含量均一定程度的上升，分別為0.396mg?g-1和0.112mg?g-1，對照組的1.66和1.28倍，而XZ26根部和地上部Fe元素均下降，分別為0.642mg?g-1和0.0776mg?g-1，對照組的78%和89%，變化趨勢相反。Cu濃度在地上部鹽處理時均受到抑制，日本晴實驗組0.0266mg?g-1與對照組0.0385mg?g-1相比僅為69%，XZ26實驗組含量0.0097mg?g-1為對照組0.0122mg?g-1的80%；鹽處理根部的Cu含量同樣為抑制作用，且降幅顯著，實驗組0.0316mg?g-1僅為對照組0.0980mg?g-1的大約1/3，與之相對，日本晴的Cu含量小幅度上升，實驗組0.465mg?g-1是對照組0.375的1.24倍。Mg含量在鹽處理下變化趨勢與Ca有所類似，日本晴根部基本未受到影響，100mM下Mg含量1.37mg?g-1與對照組1.36mg?g-1相比可視為不變，而XZ26也僅受到微小影響，實驗組1.15mg?g-1與對照1.23mg?g-1相比達到93%；日本晴地上部分別為3.86mg?g-1與5.08mg?g-1，降幅24%，結合文獻，表明Mg在由地下輸送到地上部時受到一定影響，XZ26由2.44mg?g-1下降到實驗組的2.03mg?g-1，對應降幅17%大于根部，但不及日本晴變化大。此外，日本晴、XZ26地上部和根部在鹽脅迫下，Mn、Zn含量均發(fā)生不同幅度的下降，均為顯著變化。在鹽脅迫條件下，元素Na如此大幅度的上升，據(jù)猜測主要是由鹽處理所引起，品種特異性的影響次之。資料表明[29]水稻地上部葉片組織代謝對于Na含量比大麥更為敏感，而本次地上部RNA-seq主要材料就是葉片，印證了取材和分析結果的正確性。除Na外，元素含量顯著上升的只有日本晴地上部與根部的Fe元素，日本晴地上部的Cu元素，其他均為下降或無明顯變化。可見高鹽環(huán)境對于水稻和大麥的大量元素吸收具都有明顯的抑制作用，不利于生長發(fā)育；微量元素在鹽脅迫下可能伴隨更復雜的調(diào)控方式。

根部Mg含量地上部Mg含量圖2鹽處理前后大麥與水稻元素含量差異濃度單位mg?g-1根部Mg含量地上部Mg含量地上部Fe含量根部Fe含量根部Cu含量根部Mn含量根部Zn含量地上部Cu含量地上部Mn含量地上部Zn含量根部Fe含量地上部地上部Fe含量根部Fe含量根部Cu含量根部Mn含量根部Zn含量地上部Cu含量地上部Mn含量地上部Zn含量根部Fe含量地上部Fe含量

4.3鹽脅迫下轉錄組分析4.3.1差異表達基因調(diào)控初步分析：通過之前所分析的生長外觀表型、金屬元素含量變化等，已經(jīng)能大致了解水稻、大麥代表品種存在一定的耐鹽性差異。而RNA-seq結果表明水稻和大麥大多數(shù)基因在鹽脅迫下進行了差異表達，且差異基因的調(diào)控狀況也有所不同，主要表現(xiàn)在不同品種、不同部位的基因上調(diào)或下調(diào)數(shù)目不同。如圖3所示[30]，滿足FDR＜0.001，F(xiàn)oldChange＜0.5或FoldChange＞2或含有表達量=0（Foldchange未知）的條件下，共篩選出地上部差異表達基因3371個，包含XZ26（大麥）187個，日本晴（水稻）3246個，地上部共同表達基因62個。有13和16個基因分別在所有品種中均上調(diào)和下調(diào)。共有基因中分別有3個和30個基因在XZ26中受到上調(diào)和下調(diào)，而在日本晴中調(diào)節(jié)方向相反。分別有36個和89個基因在日本晴中未被檢測到，而在XZ26中分別上調(diào)和下調(diào)。有39個和119個基因分別僅在XZ26上調(diào)和下調(diào)，由共有差異基因和大麥特有基因的特殊性，初步推測其中含有耐鹽基因。地上部根部圖3大麥與水稻鹽處理下差異表達基因數(shù)的比較根部差異表達基因5326個，包含XZ26（大麥）606個，日本晴（水稻）4919個，根部共同表達基因199個。有43和60個基因分別在所有品種中均上調(diào)和下調(diào)。共有基因中分別有81個和15個基因在XZ26中上調(diào)和下調(diào)，而在日本晴中調(diào)整方向相反。分別有260個和147個基因在日本晴中未被檢測到，而在XZ26中分別上調(diào)和下調(diào)。有341個和162個基因分別僅在XZ26上調(diào)和下調(diào)。同理猜測共有及大麥特有基因中有應對鹽脅迫的成員。差異基因越多表明對鹽脅迫越敏感，根部差異表達基因顯著多于地上部，水稻差異表達基因顯著多于大麥?；蛳抡{(diào)是生理活動受到抑制的表現(xiàn)，大麥根部基因大多上調(diào)，地上部基因大多下調(diào)，水稻則相反。而非共有基因數(shù)目顯著多于共有基因說明耐鹽調(diào)控方式不同。4.3.2大麥與水稻中共有的鹽脅迫響應基因 經(jīng)過初步篩選得到地上部（表3）和地下部共有差異基因，結合Blast2go基因注釋，將其歸入不同的基因組，并根據(jù)其注釋的功能與耐鹽性之間的聯(lián)系。由于軟件原因，根部基因并未全部獲得注釋，無法進行統(tǒng)一，本實驗僅就地上部基因進行了分析。蛋白質(zhì)功能類似的基因被歸為1個基因類。按作用對象篩分出A、B、C、D、E共5個基因類別。A類基因中共7個成員，蛋白含有結構域，通過直接與DNA、RNA結合的蛋白而直接起到調(diào)控作用，可參與多項生理反應。1、2、48號基因的蛋白屬于WRKY轉錄因子家族，是含高度保守的核心氨基酸序列的質(zhì)膜內(nèi)在蛋白，在受到病原菌、損傷、鹽害等脅迫因子誘導后表達，其鋅指結構域能與DNA或RNA結合，調(diào)控并參與多項生理過程包括抗病、生長發(fā)育、修復損傷等方面[28]。該基因組的這3個基因在XZ26中均下調(diào)，在日本晴均上調(diào)。16號的蛋白也在XZ26下調(diào)而在日本晴地上部顯著上調(diào)，其屬于VQ蛋白家族，含有VQ-motif保守序列。此外，35號鋅指CCCH結構域蛋白是轉錄遏制物，抑制植物色素形成，通過調(diào)控GA和ABA的表達控制生長，XZ26和日本晴都上調(diào)。37號的蛋白屬于螺旋-環(huán)-螺旋（HLH）DNA結構域家族，在兩個品種中均發(fā)生下調(diào)。B類基因共含有6個成員，是參與激素合成或調(diào)控的酶。編號9對應蛋白為9-順式-環(huán)氧類胡蘿卜素加雙氧酶，注釋表明它是植物合成ABA的關鍵物質(zhì)，在XZ26和日本晴中均上調(diào)，即促進ABA合成。編號27對應合成ACC氧化酶，主要功能是乙烯生物合成途徑的限速酶，調(diào)控乙烯的生成速率，在日本晴和XZ26中表達均下調(diào)[15]。44號對應合成小麥萌發(fā)素，該類激素與逆境刺激相關，而文獻[11]表明它是一類重要的脅迫響應蛋白，位于細胞外基質(zhì)，使草酸分解生成H2O2，屬于Cupin超家族成員，該基因在大麥中下調(diào)，水稻未知。49號參與調(diào)控FERONIA受體激酶，大麥中下調(diào)，水稻未知，該酶能正向調(diào)節(jié)生長素，抑制ABA信號轉導及磷酸酶的失活，使植物生長趨向活躍；50號為脫落酸受體PYL4，與49號具有功能相似性，抑制ABA及磷酸酶失活，需在生長受抑制等脅迫環(huán)境下表達。57號為細胞分裂素-O-糖基轉移酶，可以使CTK發(fā)生O-葡萄糖基化而失活，由于可通過β-葡糖苷恢復，發(fā)生這類糖基化對CTK的抑制作用影響不大，可防止CTK被降解，便于其運輸、儲存，該基因大麥下調(diào)，水稻顯著上調(diào)[20]。C類基因共5個成員，與葉綠體的脂類及色素類調(diào)控有關的酶。30、33號基因?qū)?酮戊二酸加雙氧酶，與黃酮素、花青素等的生物合成相關，均在XZ26下調(diào)，日本晴上調(diào)。40號基因在XZ26上調(diào)，日本晴顯著上調(diào)，參與脂氧合酶形成；46號PAP14同樣存在于葉綠體并參與脂質(zhì)形成，它們均在日本晴地上部顯著上調(diào)[25]。62號對應A1-Igammal磷脂酶，參與葉綠體脂質(zhì)代謝，可水解甘油磷脂、糖脂，在XZ26上調(diào)，日本晴下調(diào)。D類為與金屬元素調(diào)控有關的酶，共有2個成員。31號在XZ26下調(diào)，日本晴上調(diào)，參與合成鈣調(diào)蛋白PBP1，可結合Ca，促進其吸收，并在脅迫反應中起調(diào)節(jié)作用。47號為儲鐵蛋白，在葉綠體中，收集可溶性Fe2+并以Fe3+形式儲存，影響光合作用，可能對Fe元素平衡有影響，在兩個品種中均上調(diào)。E類為過氧化物酶，可催化過氧化氫、酚類等的分解。包括26號（XZ26顯著下調(diào)、日本晴顯著上調(diào)）、41號（XZ26下調(diào)、日本晴上調(diào)）、58號（XZ26下調(diào)、日本晴顯著上調(diào)）。剩余編號的有標注蛋白或作用于各類蛋白質(zhì)，或作用于無明確分類的小分子，由于種類繁多，對它們的功能進行進一步分類。F類為與免疫調(diào)控相關的基因組，6個成員。3、20號為病程相關蛋白，與發(fā)病原有關的一種細胞外蛋白，具備多種免疫效應，XZ26下調(diào)[19]。5號在兩個品種均下調(diào)，對應CBL互作激酶，與CBL蛋白結合，調(diào)節(jié)NAF域，使之以Ca依賴方式激活，激活后CBL作用于免疫反應[22]。7號對應內(nèi)切幾丁質(zhì)酶，可以降解入侵真菌的細胞壁，XZ26下調(diào)，日本晴顯著上調(diào)。17號對應GPI錨定的賴氨酸結構域蛋白，是一種細胞表面受體，日本晴下調(diào)。51號對應蛋白可引發(fā)作物過敏反應和抗病性，兩個品種均下調(diào)。G類是位于細胞膜上的轉運或信號蛋白，3個成員。23號的COBRA-7，離散分布，與纖維素沉積及細胞的伸長有關，在日本晴、XZ26中表達均受抑制。2號ATP與細胞膜的結合蛋白，促進細胞膜細胞骨架上ATP水解酶的催化效率，兩個品種都上調(diào)。53號為絲/蘇氨酸激酶受體，跨膜信號蛋白，接受胞外信號，使下游信號中絲/蘇氨酸磷酸化。H類是與逆境脅迫直接相關的調(diào)控基因，9個成員。10號對應海藻糖-磷酸鹽合酶，其表達在XZ26和日本晴分別上調(diào)至2.01和5.00倍。24號對應油體鈣蛋白，XZ26和日本晴中分別下調(diào)和顯著上調(diào)。43號對應HVA22，在XZ26和日本晴中分別上調(diào)至2.773和9.109倍。55號對應線粒體精氨酸轉運蛋白，需Cl-誘導下表達，XZ26未知，日本晴顯著上調(diào)至16.80倍。28、36號對應半胱氨酸受體激酶，應對脅迫、調(diào)控生長過程的保守信號組件，與病原體防御及細胞程序性死亡有關，兩個基因在XZ26與日本晴中均下調(diào)[24]。29、60號對應胰蛋白酶抑制劑，能結合胰蛋白抑制底物分解，會在高鹽等逆境下誘導表達，增加糖分積累，均在XZ26下調(diào)，水稻上調(diào)。此外還有之前提到的44號。除以上分類，一些對應各類參與氧化、水解、羧化等生化酶的基因被單獨列出。6號α-半乳糖苷水解酶，兩個品種均上調(diào)。12號枯草桿菌蛋白水解酶，XZ26下調(diào)。13號含黃素單氧酶，與含N、S、P、Se等親和雜原子化合物的化學異物氧化代謝有關，XZ26下調(diào)，日本晴顯著上調(diào)。14號對應多胺氧化酶降解多胺，均下調(diào)。15號磺基轉移酶，結合磷酸鹽與外源化合物或代謝產(chǎn)物，調(diào)控解毒、生長發(fā)育，保持黃酮化合物多樣性，XZ26上調(diào)，日本晴下調(diào)[21]。18號HAD家族水解酶，XZ26下調(diào)，日本晴上調(diào)。39號對應磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶，XZ26下調(diào)，日本晴顯著上調(diào)，TCA循環(huán)中依賴Ca催化形成草酰乙酸。45號基因表達的阿魏酰輔酶A為轉移酶，將阿魏?；D移至羥基棕櫚酸上形成酸酐，缺水環(huán)境下的組分存貯，兩個品種均下調(diào)；而同對應?；D移酶的56號兩個品種均上調(diào)。59號對應的1-脫氧木酮糖-5-磷酸合成酶，催化3-磷酸甘油醛產(chǎn)生1-脫氧木酮糖-5-磷酸和丙酮酸的酮醇縮合反應生成DXP，是一種質(zhì)體類異戊二烯生物合成必需的限制酶，和葉綠體的發(fā)育密切相關，該基因在XZ26中下調(diào)，而在日本晴中顯著上調(diào)至70.4倍。61對應β-1-3內(nèi)切葡聚糖水解酶，水解可溶性纖維素，兩個品種均下調(diào)。此外還有一些功能不夠明晰的基因。8號屬于cupin超家族成員，在日本晴、XZ26中分別下調(diào)、上調(diào)，同屬該家族的還有9、30、44號，調(diào)控方式各不相同。19號調(diào)控某種合成抑制劑，54號調(diào)控某種糖激酶，它們都在XZ26中下調(diào)，日本晴中上調(diào)。而4、11、21、25號等基因無注釋，功能有待探明。

表3大麥（左）與水稻（右）地上部鹽處理共同差異基因表達量變化及其調(diào)控蛋白No.基因MSUfoldchangeblast2go注釋基因MSUfoldchangeblast2go注釋1MLOC_102640.252probableWRKYtranscriptionfactor50LOC_Os05g460208.402probableWRKYtranscriptionfactor502MLOC_120790.255WRKYDNA-bindingdomainsuperfamilyLOC_Os01g402609.056WRKYtranscriptionfactor28-like3MLOC_125810.278pathogenesis-related1-17LOC_Os05g51680?pathogenesis-related1A-like4MLOC_140090.411predictedproteinLOC_Os01g486200.071NA5MLOC_158340.435CBL-interactingkinase21LOC_Os07g442900.293CBL-interactingkinase216MLOC_15872.478alpha-galactosidaseLOC_Os10g351107.068alpha-galactosidase7MLOC_163200.126endochitinaseLOC_Os06g5106028.679endochitinase8MLOC_1695018.027NALOC_Os08g134400.179germintype19MLOC_183002.799NALOC_Os03g443807.8509-cis-epoxycarotenoiddioxygenase10MLOC_187252.011probablealpha,alpha-trehalose-phosphatesynthase[UDP-forming]9LOC_Os02g548204.996probablealpha,alpha-trehalose-phosphatesynthase[UDP-forming]911MLOC_207470.492Rpr4901.2LOC_Os11g119800.371Os11g0227000,partial12MLOC_365290.414Subtilisin-likeproteaseLOC_Os04g03100?subtilisin-likeprotease13MLOC_368490.306probableflavin-containingmonooxygenase1LOC_Os04g1469065.590probableflavin-containingmonooxygenase114MLOC_373280.334probablepolyamineoxidase4LOC_Os04g575600.452probablepolyamineoxidase415MLOC_392353.716flavonolsulfotransferase-likeLOC_Os11g309100.249cytosolicsulfotransferase8-likeisoformX316MLOC_402540.407VQmotiffamilyLOC_Os06g3397030.225VQmotiffamily17MLOC_43178?lysMdomain-containingGPI-anchored1-likeLOC_Os09g278900.207lysMdomain-containingGPI-anchored1-like18MLOC_45180.440catalytichydrolaseLOC_Os03g494408.960HAD-superfamilyhydrolase,subfamilyIA,variant3,19MLOC_484290.132synthesisinhibitorIILOC_Os01g073005.361synthesisinhibitorII20MLOC_485310.277Pathogenesis-related1LOC_Os01g284505.933pathogenesis-relatedmaizeseed21MLOC_509710.303hypotheticalproteinTRIUR3_04936LOC_Os02g534105.751PREDICTED:uncharacterizedproteinLOC433088722MLOC_51830.468Pleiotropicdrugresistance4LOC_Os01g424105.957ABCtransporterGfamilymember3723MLOC_528640.391COBRA7LOC_Os07g490800.265COBRA724MLOC_529300.147caleosin2LOC_Os04g4320029.345caleosin225MLOC_536213.096predictedproteinLOC_Os04g4714011.782PREDICTED:uncharacterizedproteinLOC433664026MLOC_541290.078peroxidaseN-likeLOC_Os10g0207010.602peroxidaseN-like27MLOC_542720.361ACCoxidaseLOC_Os09g277500.2551-aminocyclopropane-1-carboxylateoxidase128MLOC_552070.175cysteine-richreceptorkinase10LOC_Os10g047200.225cysteine-richreceptorkinase1029MLOC_56460.350Bowman-BirktypetrypsininhibitorLOC_Os03g608408.734Bowman-Birktypetrypsininhibitor-like30MLOC_595960.421Naringenin,2-oxoglutarate3-dioxygenaseLOC_Os03g030345.444naringenin,2-oxoglutarate3-dioxygenase-like31MLOC_603120.258calcium-bindingPBP1-likeLOC_Os06g469505.132calcium-bindingPBP1-like32MLOC_605170.327NALOC_Os11g02250?NA33MLOC_614970.277naringenin,2-oxoglutarate3-dioxygenase-likeLOC_Os04g491940.363naringenin,2-oxoglutarate3-dioxygenase-like34MLOC_632752.323glutamatedecarboxylaseLOC_Os03g133007.463glutamatedecarboxylase135MLOC_635252.921zincfingerCCCHdomain-containing2-likeLOC_Os05g106709.270nucleicacidbinding續(xù)表3大麥（左）與水稻（右）地上部鹽處理共同差異基因表達量變化及調(diào)控蛋白No.基因MSUfoldchangeblast2go注釋基因MSUfoldchangeblast2go注釋36MLOC_641640.451Lectin-domaincontainingreceptorkinaseLOC_Os09g169500.031NA37MLOC_64470.374HLHDNA-bindingdomainsuperfamilyLOC_Os02g451700.346HLHDNA-bindingdomainsuperfamily38MLOC_644750.290NALOC_Os01g0673028.516receptor1239MLOC_647240.381phosphoenolpyruvatecarboxylasekinaseLOC_Os02g4158023.715phosphoenolpyruvatecarboxylasekinase40MLOC_649726.511？LOC_Os12g3726023.255lipoxygenase,chloroplastic41MLOC_652260.276rootperoxidaseLOC_Os07g480205.696peroxidase2-like42MLOC_652882.211predictedproteinLOC_Os09g0857052.887ribosomal-like43MLOC_670972.773HVA22eLOC_Os11g305009.109HVA22e44MLOC_674380.322Germin3-7LOC_Os03g59010?germin3-845MLOC_677520.399omega-hydroxypalmitateO-feruloyltransferase-likeLOC_Os11g424800.261agmatinecoumaroyltransferase46MLOC_688850.446probableplastid-lipid-associated14,chloroplasticLOC_Os01g4672028.431probableplastid-lipid-associated14,chloroplastic47MLOC_692953.315Ferritin-1,chloroplasticLOC_Os12g015304.314ferritin-1,chloroplastic48MLOC_701900.329WRKYtranscriptionfactor40LOC_Os06g4401010.132probableWRKYtranscriptionfactor6049MLOC_711250.400ReceptorkinaseFERONIALOC_Os05g25370?receptorkinaseFERONIA50MLOC_713490.337abscisicacidreceptorPYL4LOC_Os03g186000.198abscisicacidreceptorPYL4-like51MLOC_732030.332Harpin-induced1containing,expressedLOC_Os12g062200.359Harpin-induced1containing,expressed52MLOC_732082.685EHdomain-containing1LOC_Os04g5735019.957EHdomain-containing1-like53MLOC_737720.243serinethreonine-kinasereceptorLOC_Os04g013104.719NA54MLOC_747130.460uncharacterizedsugarkinaseslr0537LOC_Os01g016203.372uncharacterizedsugarkinaseslr053755MLOC_74725?mitochondrialargininetransporterBAC2LOC_Os01g1252016.800mitochondrialargininetransporterBAC256MLOC_751546.906acyltransferaseAt1g54570,chloroplasticLOC_Os09g335309.789acyltransferaseAt1g54570,chloroplastic57MLOC_764800.198Cytokinin-O-glucosyltransferase2LOC_Os02g5193028.456Cytokinin-O-glucosyltransferase258MLOC_791760.216Peroxidase2LOC_Os07g4801013.478peroxidase2-like59MLOC_800270.174probable1-deoxy-D-xylulose-5-phosphatesynthase2,chloroplasticLOC_Os07g0919070.248probable1-deoxy-D-xylulose-5-phosphatesynthase2,chloroplastic60MLOC_804760.393Bowman-Birktypewound-inducedproteaseinhibitorLOC_Os01g04040?wound-inducedserineproteaseinhibitor61MLOC_808490.235beta-1,3-endoglucanase,partialLOC_Os01g713500.326beta-1,3-glucanaseprecursor62MLOC_808784.456phospholipaseA1-Igamma1,chloroplastic-likeLOC_Os05g323800.234phospholipaseA1-Igamma1,chloroplastic-like4.3.3大麥中特有的鹽脅迫響應基因 除共有差異表達基因外，大量差異基因僅在水稻或大麥中存在。水稻和大麥分化以來不同環(huán)境的長期選擇下，大麥中必然保留一些特有的基因及其表達調(diào)控，它們同樣為提高大麥的耐鹽性做出了貢獻。所有檢測出的大麥特有的響應鹽脅迫的基因共125個，如表4所示。它們從離子平衡、氧化、可溶物滲透等不同途徑進行調(diào)控，根據(jù)功能不同，可以篩選出一些推測的關鍵耐鹽基因組并分類。表4大麥特有的鹽脅迫響應基因表達量變化及其調(diào)控蛋白基因MSUfoldchangeblast2go注釋基因MSUfoldchangeblast2go注釋MLOC_580640.4413-N-debenzoyl-2-deoxytaxolN-benzoyltransferase-likeMLOC_641920.260glucosyltransferaseMLOC_733800.2337-deoxyloganetinglucosyltransferase-likeMLOC_770793.383Glucosyltransferase,,expressedMLOC_526980.404ABCtransporterGfamilymember28-likeMLOC_233676.734Glutaredoxin-C1MLOC_107480.314ABCtransporterGfamilymember37MLOC_587894.996Glutaredoxin-C1MLOC_565710.102ABCtransporterGfamilymember6-likeMLOC_580410.431glycerophosphodiesterphosphodiesteraseGDPD6MLOC_60739?abscisicacidreceptorPYL4-likeMLOC_776900.337GTP-bindingSAR1AMLOC_590190.387agmatinecoumaroyltransferaseMLOC_56390.455heatshock70kDa17MLOC_145022.291aminoacidtransportMLOC_112860.356heatstresstranscriptionfactorA-4d-likeMLOC_649670.437Asparticasenepenthesin-2MLOC_74263?hypotheticalproteinF775_03829MLOC_592270.467BluecopperMLOC_787450.057hypotheticalproteinF775_03829MLOC_209013.152BTBPOZdomain-containing,partialMLOC_29100.040hypotheticalproteinF775_20921MLOC_639262.062BTBPOZdomain-containingAt3g05675-likeMLOC_617680.428hypotheticalproteinF775_32425MLOC_220130.466bZIPtranscriptionfactor60MLOC_3958511.752invertaseinhibitorMLOC_646852.813C-4methylsteroloxidaseMLOC_147870.362IQdomain-containingIQM1MLOC_442470.337caffeoylshikimateesterase-likeisoformX1MLOC_513930.258isoflavonereductaseMLOC_520190.408CBL-interactingkinase14MLOC_600220.281L-ascorbateoxidase-likeMLOC_729290.386cellnumberregulator13-likeMLOC_810030.496light-inducibleCPRF2-likeisoformX2MLOC_118750.452ceramideglucosyltransferaseMLOC_642020.349longchainacyl-synthetase4-likeMLOC_547622.119chloridechannelCLC-c-likeMLOC_666300.436L-typelectin-domaincontainingreceptorkinase-likeMLOC_77020.381cysteine-richreceptorkinase19MLOC_565070.353MLO1MLOC_232210.365cysteine-richreceptorkinase25MLOC_115480.469NADP-dependentmalicenzymeMLOC_719580.356cytochromeP450711A1MLOC_533630.211NRT1PTRFAMILY-likeMLOC_673190.434DSBA-likethioredoxindomaincontainingMLOC_593820.400NUCLEARFUSIONDEFECTIVE4-likeMLOC_650560.259E3ubiquitin-ligaseEL5-likeMLOC_61322.369OTUdomain-containingAt3g57810MLOC_662980.329endoglucanase7MLOC_631250.412pathogenesis-related1-14MLOC_136180.228ent-kaur-16-enesynthase,chloroplastic-likeMLOC_729650.265pathogenesis-related1-16MLOC_668435.464ethylene-responsivetranscriptionfactor12-likeMLOC_564710.387pentatricopeptiderepeat-containingAt1g26900,mitochondrialMLOC_432070.307Ethylene-responsivetranscriptionfactor1BMLOC_363383.327pentatricopeptiderepeat-containingAt3g29290MLOC_374922.242F-boxLRR-repeat13MLOC_662542.489pentatricopeptiderepeat-containingAt5g39980,chloroplasticMLOC_724894.935F-boxLRR-repeat3-likeMLOC_559803.303pentatricopeptiderepeat-containingAt5g46580,chloroplasticMLOC_445488.662F-boxLRR-repeatAt4g14096MLOC_70399?PeroxidaseNMLOC_572840.498ferredoxin,rootR-B1-likeMLOC_345710.198Phenylalanineammonia-lyaseMLOC_446300.369floralorganregulator1,partialMLOC_511282.766phosphoenolpyruvatecarboxykinase[ATP]-likeMLOC_45890.475GDSLesteraselipaseAt5g45910-likeMLOC_382910.134postacrosomalsheathWWdomain-binding-likeMLOC_257630.393Glucan1,3-beta-glucosidaseMLOC_119600.237PR17cprecursor續(xù)表4大麥特有的鹽脅迫響應基因表達量變化及其調(diào)控蛋白基因MSUfoldchangeblast2go注釋基因MSUfoldchangeblast2go注釋MLOC_672130.418prolineoxidaseMLOC_793350.306probablebeta-1,3-galactosyltransferase19MLOC_384000.348ReceptorkinaseHSL1MLOC_124522.669RNApolymerasesigmafactorsigCMLOC_615792.987probablecalcium-bindingCML22MLOC_748012.029RNA-bindingpno1-likeMLOC_648060.426probableglucuronosyltransferaseOs01g0926700MLOC_556630.207rootperoxidaseMLOC_719483.531probablelinoleate9S-lipoxygenase5isoformX1MLOC_652250.199rootperoxidaseMLOC_712754.435probablelinoleate9S-lipoxygenase5isoformX2MLOC_383672.105rootpimordiumdefective1MLOC_545012.577probablepolygalacturonaseAt1g80170MLOC_752230.470RPM1-interacting4-likeMLOC_678510.392probableWRKYtranscriptionfactor33MLOC_367352.305superoxidedismutase[Fe]2,chloroplasticMLOC_811310.346probableWRKYtranscriptionfactor50MLOC_615850.295sigmafactorbinding1,chloroplastic-likeMLOC_358280.353PREDICTED:uncharacterizedproteinLOC101782143MLOC_721570.436somaticembryogenesisreceptorkinase2-likeisoformX1MLOC_508392.721uncharacterizedLOC104581721isoformX1MLOC_368860.407two-componentresponseregulatorARR3-likeMLOC_509682.427uncharacterizedtransporterYBR287W-likeMLOC_750260.420UDP-glucuronicaciddecarboxylase4-likeMLOC_368252.533uncharacterizedtRNArRNAmethyltransferaseMLOC_295500.349SRG1MLOC_177790.240,partialMLOC_690912.52shockSRC2MLOC_321790.369,partialMLOC_169980.431transposon,,Mutatorsub-classMLOC_127090.329NAMLOC_19562.454sulfurdeficiency-induced1-likeMLOC_184510.284NAMLOC_216640.219subtilisin-likeproteaseMLOC_214640.377NAMLOC_702193.825UPF0553-likeMLOC_220002.737NAMLOC_718950.268vacuolar-processingenzyme-likeMLOC_24310.361NAMLOC_126930.316Wall-associatedreceptorkinase3MLOC_48030.379NAMLOC_705150.404wound-induced1-likeMLOC_56162.145NAMLOC_650330.488zincfinger1-likeMLOC_599140.443NAMLOC_159112.142predictedproteinMLOC_656930.385NAMLOC_405310.389predictedproteinMLOC_693250.483NAMLOC_739166.379predictedproteinMLOC_702580.423NAMLOC_77700.377predictedproteinMLOC_71480.405NAMLOC_816360.387predictedproteinMLOC_781310.296NA基因類別a與植物抗性及免疫相關。MLOC_10748（簡稱10748，后同）、52698、56571為ABC轉運體G家族的成員，是免疫相關的防御蛋白，均下調(diào)。59019參與羥基肉桂酸酰胺的合成，這對病原體的防御作用，下調(diào)。7702、23221則與28、36號同樣對應屬于富半胱氨酸受體激酶，與應對脅迫和病原體防御有關。4589，GSDL脂解酶，抵抗腐生真菌黑斑病，下調(diào)。56507對應MLO1，參與病原體防御和葉細胞凋亡調(diào)控，依賴鈣/鈣調(diào)蛋白，對白粉病菌廣有譜抗性，下調(diào)。63125、72965與3、20號同為病程相關蛋白，具有免疫效應，均下調(diào)。75223合成RPM1互作蛋白，是植物免疫體系重要調(diào)節(jié)因子，在病原菌感染下對植物抵抗侵染起到核心的作用，下調(diào)?；蝾悇eb直接參與調(diào)控DNA或RNA。20901、63926的蛋白含有BTBPOZ結構域，均上調(diào)，研究表明它們通過染色質(zhì)構象的局部控制調(diào)控基因表達[33]。60739對應ABA的PYL4受體，可抑制ABA信號作用，下調(diào)。22013對應bZIP轉錄因子60，識別核心序列含受ABA誘導的基因的啟動子元件，在植物免疫和非生物脅迫反應中起著作用，下調(diào)。67851、81131和1、2、48號基因一樣屬于WRKY轉錄因子家族。11286，熱激轉錄因子，應對熱脅迫響應，下調(diào)。43207、66843對應響應乙烯的轉錄因子，前者下調(diào)、后者上調(diào)。12452和74801分別對應RNA聚合酶和RNA連接酶，轉錄相關，均上調(diào)。基因類別c涉及蛋白質(zhì)或脂質(zhì)代謝。65056，泛素連接酶，將泛素分子連接到目的蛋白，使之代謝降解，下調(diào)；6132，包含OUT域，可以從蛋白質(zhì)上將泛素化蛋白水解，在蛋白質(zhì)的防降解及其循環(huán)中起重要調(diào)節(jié)作用，上調(diào)。37492、72489、44548均對應F-boxLRR-repeat，是SCF型泛素連接酶的底物識別組件，均上調(diào)。71958，與13號同為細胞色素P450酶，可參與外源性物質(zhì)代謝，下調(diào)。13618，ent-kaur-16-ene合酶，有利于赤霉素的前體合成，下調(diào)。64202，長鏈?；o酶A合成酶，脂肪酸跨膜代謝相關，下調(diào)。66630，與36號基因同樣為含植物血凝素的受體，下調(diào)。71895，液泡加工酶，可參與液泡貯藏蛋白的水解，可能與鹽脅迫下的滲透調(diào)節(jié)有關，下調(diào)?；蝾悇ed涉及離子或基團調(diào)控。54762，氯離子通道蛋白CLC，受電位調(diào)控，可能緩解鹽脅迫下Cl-的毒害作用，上調(diào)。57284，鐵氧還蛋白，在光合作用光反應中還原NADP，下調(diào)。61579，Ca結合蛋白，上調(diào)。77690，GTP結合蛋白，下調(diào)。14787，鈣調(diào)素結合蛋白(IQM1)，與非生物脅迫相關，下調(diào)。1956號受硫元素缺乏所誘導，進行存貯硫酸鹽的利用，上調(diào)，可能與離子平衡相關。36735，SOD[Fe]2，破壞鹽脅迫下在細胞內(nèi)產(chǎn)生的有毒害作用的超氧陰離子自由基，上調(diào)?；蝾悇ee進行全局調(diào)控。72929，細胞數(shù)量調(diào)節(jié)因子，可抑制細胞數(shù)量增長，下調(diào)。56471、36338、66254、55980，三角狀五肽重復區(qū)蛋白(PPR)，研究表明和植株發(fā)育有關，促進葉綠素合成，第一個在線粒體中，下調(diào)，后三個在葉綠體，上調(diào)。23367、58789，谷氧還蛋白，調(diào)節(jié)細胞發(fā)育、凋亡，均上調(diào)，可能與氧化脅迫的耐鹽機制有關。44630，花器官調(diào)節(jié)因子，與花芽分化有關，下調(diào)。11286，熱休克蛋白啟動子，下調(diào)；5639，熱休克蛋白，涉及鹽脅迫下的細胞應激反應，在抗逆、抗氧化性等方面起到重要作用，下調(diào)[32]。此外有還一些彼此相關的響應基因。58064，苯甲?；D移酶，下調(diào)；79335，半乳糖基轉移酶，下調(diào)；64806，葡糖醛酸轉移酶，下調(diào)；73380、11875、64192、77079，葡糖基轉移酶，前三個下調(diào)，第四個上調(diào)。39585，轉化酶抑制劑，顯著上調(diào)。52019，與5號協(xié)同，下調(diào)。51128，與39號協(xié)同，上調(diào)。66298，與61號的協(xié)同，下調(diào)。21664與12號協(xié)同，下調(diào)。70515與60號協(xié)同，下調(diào)。12693與53號協(xié)同，下調(diào)，與細胞形態(tài)發(fā)生及發(fā)育有關。25763，β-葡糖苷酶，與57號相拮抗而使CTK恢復活性，下調(diào)。51393，異黃酮還原酶，與15號拮抗調(diào)控黃酮類化合物，下調(diào)。55263、65225與E類基因同樣合成過氧化物酶，也都是下調(diào)。71275、71948對應亞油酸脂氧合酶同工酶，均上調(diào)。5.討論5.1響應基因的表達與耐鹽性的關系重疊圖顯示地上部共有表達基因中，無論是XZ26還是日本晴，鹽脅迫下根部的差異表達基因要顯著多于地上部，這可能由于根際直接與高鹽環(huán)境接觸，需要更強的應激性，導致差異表達更加頻繁。此外，大麥的下調(diào)個數(shù)要顯著多于水稻，且調(diào)整幅度較小，可能想到的關聯(lián)之一，是在鹽脅迫下，大麥地上部基因表達活動受ABA等影響受到抑制；也可能是大麥對高鹽的容忍性較高，而地上部受到Na等刺激相對較小，并未出現(xiàn)較強的應激反應。而水稻中，無論是與耐鹽相關性較高的逆境脅迫基因，或是其他基因，其表達普遍受到了更顯著的上調(diào)或下調(diào)，這表明在基因?qū)用妫臼艿降挠绊懜?，并出現(xiàn)了一定的表達紊亂現(xiàn)象。高鹽環(huán)境下，過高的Na+濃度將會影響部分酶的活性，細胞內(nèi)外的電位和水勢等，從而引發(fā)脅迫環(huán)境。C類基因的脂類色素調(diào)控受到影響后，可能導致葉片顏色發(fā)生變化，且它們可能響應Cl調(diào)控光合作用[17]。F類和a類基因體現(xiàn)了鹽脅迫與病原入侵表達模式的類似，但鹽脅迫下這些基因在水稻與大麥中都普遍下調(diào)，可能為鹽脅迫致使植株抗病性下降。鹽脅迫下，23號基因下調(diào)可能導致細胞伸長受到抑制，植株矮小；鹽脅迫影響了ATP酶的催化，相關生理合成和代謝受到抑制，52號基因上調(diào)可能是為彌補這一變化，恢復細胞膜上和骨架上的ATP