摘要
土壤中重金属包括稀土元素的污染问题越来越受到人们的关注。玉米是我国第二大经济作物，开展金属离子对玉米的胁迫作用的研究对玉米的栽培和育种具有重要意义。 本试验以盆栽玉米幼苗为研究对象，考察了锶、砷和铈的不同浓度胁迫下，玉米种子的生长和生理生化特性，结果表明砷、铈、锶对玉米种子的发芽及幼苗的生长的影响具有Hormesis的特征，即低浓度促进，高浓度抑制。砷的临界浓度是4 mg/L，浓度更高时，玉米根系变为畸形；对于铈和锶，其临界浓度分别为1 g/L和4 g/L，此时玉米根系和株高均达到最大值，最有利于玉米的生长，而且叶绿素浓度达到最高；高于该浓度时，玉米幼苗的生长受到抑制。随着砷、铈和锶胁迫浓度的增加，SOD和POD活性呈现先增后下降的趋势，而MDA含量显著升高，表明玉米幼苗在砷、铈和锶胁迫过程中受损。本研究对灌溉水水质标准的制定有一定指导作用。 采用Illumina Hiseq测序技术，对不同浓度锶胁迫前后，五个玉米幼苗样品的转录组进行了测定，平均每个样品产出4.49Gb数据，将测序reads比对到参考基因组并重构转录本之后，一共检出15146个新转录本，其中5975个属于抑制蛋白编码基因的新的可变剪接亚型，272个属于新的蛋白编码基因的转录本，剩下的8899个属于长链非编码RNA。锶胁迫后，在生物学过程功能分组中，细胞过程和代谢过程所占比例最高；在细胞组分分组中，差异表达基因在细胞和细胞组分中所占比例最高；在分子功能组分中，结合所占比例最高。玉米幼苗被锶胁迫后，差异表达基因显著性富集的有2个Pathway，分别是新陈代谢（Metabolic pathways）和次生代谢产物生物合成（Biosynthesis of secondary metabolites）。通过SNP分析，在C0、C1、C2、C3和C4样品中分别检测出166451、168567、188319、184016和152388个多态位点。
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