水培盐碱复合胁迫下‘济麦60’苗期根系有机酸分泌动态变化及其转录调控机制

摘要： 土壤盐碱化是全球农业生产面临的主要限制因素之一，显著制约小麦产量并威胁粮食安全。植物根系分泌有机酸是应对非生物胁迫的重要生理策略。然而，在盐碱复合胁迫下，小麦根系有机酸分泌的动态特征及其背后的转录调控网络尚缺乏系统研究。本研究以耐盐碱小麦品种‘济麦60’为材料，系统分析了其在盐碱复合胁迫不同时间点根系有机酸的代谢组与转录组变化特征，并结合加权基因共表达网络分析(WGCNA)挖掘关键调控模块。结果表明，盐碱复合胁迫显著改变了根系有机酸的组成与含量，在4个比较组中共鉴定到44种差异积累的有机酸，其中12种持续上调，4种持续下调。转录组分析显示，随着胁迫时间的延长，差异表达基因数量逐步增加，与光合作用、有性生殖和卟啉代谢等相关基因持续被激活，而细胞壁组织、氧化磷酸化等过程则表现出时间阶段性响应。WGCNA分析进一步鉴定出MEblue、MEturquoise和MEyellow 3个与关键有机酸代谢显著相关的功能模块，这些模块中的基因主要富集于能量代谢、氨基酸合成与氧化还原平衡等过程。本研究系统描绘了耐盐碱小麦品种‘济麦60’在盐碱复合胁迫下根系有机酸代谢与转录调控的动态图谱，这不仅加深了对小麦耐盐碱生理机制的认识，也为通过分子设计育种靶向改良根系功能与逆境适应性提供了重要的理论基础和基因资源。