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盐碱胁迫下的紫花苜蓿幼苗蛋白组差异分析

文献类型： 中文期刊

作者： 杨永念;曾祥翠;刘青松;李如月;龙瑞才;陈林;王雪;何飞;康俊梅;李明娜

作者机构：

关键词： 紫花苜蓿;盐碱胁迫;蛋白质组;苯丙烷生物合成途径;谷胱甘肽代谢途径

期刊名称：中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2025 年 58 卷 21 期

页码：

收录情况： 北大核心（2023版） ; ; CSCD（2025-2026年度） ; ; 科技核心（2024版） ; ; 农林核心（2024版）

摘要： 【目的】土壤盐碱化是紫花苜蓿（Medicago sativa L.）生长和产量的重要限制因素。为解析紫花苜蓿幼苗响应盐碱胁迫的分子机理，通过蛋白质组学分析，揭示盐碱胁迫下关键差异蛋白及其参与的代谢通路，为其耐盐碱机制研究提供理论依据。【方法】以中苜4号紫花苜蓿为材料，对其种子分别进行盐(30 mmol·L-1 NaCl和30 mmol·L-1 Na2SO4)和碱(10 mmol·L-1Na2CO3和10 mmol·L-1 NaHCO3)处理，利用TMT标记结合液相色谱-质谱联用技术，对胁迫后的幼苗进行了蛋白组差异分析。【结果】蛋白组共鉴定到6 829个蛋白，其中碱、盐胁迫下分别有489个（274个上调，215个下调）和376个差异蛋白（218个上调，158个下调）。GO注释分析发现，差异蛋白主要注释于细胞代谢、有机物代谢、胁迫响应等生物过程，以及细胞内细胞器、细胞质和膜等细胞组分。KEGG通路富集分析发现，碱胁迫下差异蛋白显著富集于光合作用、苯丙烷生物合成和异黄酮生物合成等通路，盐胁迫下差异蛋白主要富集于光合作用、异黄酮生物合成及谷胱甘肽代谢等通路。对富集到的蛋白进一步分析发现，紫花苜蓿幼苗通过上调异黄酮生物合成途径关键酶（HI4OMT和CYP81E），增强抗氧化能力和渗透调节能力，从而抵御盐碱胁迫。HI4OMT和CYP81E等关键酶的上调显著促进了异黄酮类化合物的积累，帮助植物清除活性氧并维持细胞稳态。此外，苯丙烷生物合成途径关键酶（PAL、CAD和COMT）在碱胁迫下显著上调，促进了木质素和类黄酮的合成，增强了细胞壁强度和抗氧化能力，帮助植物适应高pH环境，以应对碱胁迫。在盐胁迫下，紫花苜蓿幼苗通过上调谷胱甘肽代谢途径关键酶（PRDX6、GPX和GST），维持氧化还原稳态并清除活性氧，增强对盐胁迫的耐受性。【结论】通过蛋白组学分析，揭示了紫花苜蓿幼苗响应盐碱胁迫的关键蛋白及代谢通路，为解析紫花苜蓿耐盐碱分子机制提供了重要的理论依据，同时也为紫花苜蓿的耐盐碱育种提供了潜在的候选蛋白和代谢通路。后续可进一步验证这些关键蛋白的功能，并通过一系列生物育种的技术手段，培育具有更高耐盐碱性的紫花苜蓿新品种，以应对土壤盐碱化对苜蓿生产带来的挑战。

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