摘要
本研究以铁高效大豆品种(吉育99)和铁低效大豆品种(吉育93)为试验材料，采用水培方法，进行缺铁胁迫(1μMFe)和对照(25μMFe)处理，对早期(1h和6h)和长期(V1、V2、V3期)处理的不同铁效率大豆品种的铁吸收特性、抗氧化酶活性、基因表达等方面的相关指标进行测定，选取早期处理的不同铁效率大豆品种根系进行转录组测序。本研究将对不同铁效率大豆品种响应缺铁胁迫的生理反应和基因表达的差异进行全面研究，研究结果如下: (1)不同铁效率大豆品种的叶片和根系含铁量、叶片叶绿素含量、根际pH值、根系Fe3+还原酶活性均受缺铁胁迫影响。在缺铁胁迫下，铁高效大豆品种的叶片和根系含铁量、叶片叶绿素含量均高于铁低效大豆品种，在V1、V2、V3期达到显著水平;铁高效大豆品种的根际pH值均低于铁低效大豆品种;铁高效大豆品种的根系Fe3+还原酶活性均高于铁低效大豆品种，在6h、V1、V2、V3期达到显著水平。 (2)不同铁效率大豆品种的叶片和根系SOD、POD、CAT活性均受缺铁胁迫影响。在缺铁胁迫下，铁高效大豆品种的叶片和根系SOD活性均高于铁低效大豆品种，在1h、6h、V1、V2、V3期达到显著水平;铁高效大豆品种的叶片和根系POD活性均高于铁低效大豆品种，在V1、V2、V3期达到显著水平;铁高效大豆品种的叶片和根系CAT活性均高于铁低效大豆品种，在6h、V1、V2、V3期达到显著水平。 (3)通过对不同铁效率大豆品种响应早期缺铁胁迫的差异表达基因分析发现，不同铁效率大豆品种的差异表达基因功能分类趋势一致。在KOG功能分类中，不同铁效率大豆品种的差异表达基因均主要注释到翻译后修饰，蛋白质转换和分子伴侣、次生代谢产物合成、转运和代谢等功能;在KEGG富集分析中，不同铁效率大豆品种的差异表达基因均显著富集于苯丙烷生物合成、倍半萜和三萜生物合成等代谢通路。 (4)通过对不同铁效率大豆品种响应早期缺铁胁迫的特有差异表达基因分析发现，在KOG功能分类中，仅铁高效大豆品种差异表达基因注释到的功能主要有碳水化合物转运和代谢、脂质转运和代谢等，仅铁低效大豆品种差异表达基因注释到的功能主要有无机离子转运和代谢、能量产生和转换等;在KEGG富集分析中，仅铁高效大豆品种差异表达基因显著富集的代谢通路主要有甘油磷脂代谢、苯丙烷生物合成、糖酵解/糖异生等，仅铁低效大豆品种差异表达基因显著富集的代谢通路主要有植物MAPK信号通路、淀粉和蔗糖代谢、光合作用等。 (5)通过对不同铁效率大豆品种响应早期缺铁胁迫的共有差异表达基因分析发现，在KOG功能分类中，差异表达基因主要注释到翻译后修饰，蛋白质转换和分子伴侣、次生代谢产物合成、转运和代谢、转录等功能;在KEGG富集分析中，差异表达基因显著富集于倍半萜和三萜生物合成、苯丙烷生物合成等代谢通路;在转录因子分析中，差异表达基因主要划分到WRKY、MYB、HSF、bHLH等转录因子家族。 (6)在缺铁胁迫下，不同铁效率大豆品种的AHA2、FRO2、bHLH59、IRT1基因相对表达量均高于对照处理，且铁高效大豆品种的AHA2、FRO2、bHLH59、IRT1基因相对表达量均高于铁低效大豆品种;在铁高效大豆品种中，与对照相比，AHA2基因在缺铁胁迫处理6h表达量开始显著上调，FRO2基因在缺铁胁迫处理14d(V1期)表达量开始显著上调，bHLH59基因在缺铁胁迫处理6h表达量开始显著上调，IRT1基因在缺铁胁迫处理12d(V1期)表达量开始显著上调。 (7)与对照相比，Glyma.06G266700、Glyma.03G038300、Glyma.06G134900、Glyma.01G108300、Glyma.13G046200、Glyma.11G235000、Glyma.11G062700基因的表达均受缺铁胁迫影响，且在不同铁效率大豆品种中表达量存在差异。
NETL