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盐碱地植棉是我国棉花产业结构调整的重要内容,苗期是棉花耐盐性的关键时期,但棉花耐盐分子基础研究进展相对缓慢。本研究对实验室前期鉴定的耐盐性强的3个品种:农大棉13号、鄂棉9号和鄂抗棉3号(相对成活苗率分别为56.7%、73.3%和50.9%),耐盐性弱的3个品种:晋棉12、鲁棉14和中078(相对成活苗率分别为34.04%、32.95%和33.30%)进行三叶期150 mmol/L NaCl胁迫处理,并对盐胁迫0h,0.5 h(快速应答阶段)和5 h(特异应答阶段)3个时间点共18个样本进行lncRNA转录组测序分析及关键候选基因的苗期耐盐功能初步验证,主要研究结果如下:1.确定本研究中6个品种盐胁迫后快速应答和特异应答两个关键时期。在盐胁迫0.5 h时,耐盐性弱的品种叶片变软、下垂,而耐盐性强的品种无明显变化,确定此时为快速应答阶段;在盐胁迫5 h时,耐盐性弱的品种茎杆明显倒伏,耐盐性强的品种轻微变软,确定此时为特异应答阶段。2.对6个品种盐胁迫0 h、0.5 h和5 h三个时间点18个样品转录组测序,共获得了1 637 954 150个clear read数据,其中共鉴定出11 624个lncRNAs及14 933个差异基因。耐盐性强的品种与耐盐性弱的品种差异表达分析显示,在盐胁迫0 h时,lncRNA有196个上调表达、223个下调表达,mRNA有2 790个上调表达、1 543个下调表达;在快速应答阶段,lncRNA有200个上调表达和253个下调表达,mRNA有3 747个上调表达、2 262个下调表达;在特异应答阶段,lncRNA有187个上调表达和241个下调表达,mRNA有2 201个上调表达和2 390个下调表达。3.与0 h相比,在快速应答阶段和特异应答阶段分别有134、136个上调差异表达的lncRNAs,其中34个基因在这两个阶段同时被鉴定出来。下调表达的差异lncRNAs中,在快速应答阶段和特异应答阶段分别有189、193个,两个阶段共同被鉴定的lncRNA有27个。而与0 h相比,上调表达的差异mRNAs在两个阶段分别鉴定出2 561和1 584个,其中有554个在两个阶段都被鉴定出来。下调表达的差异mRNAs中,两个阶段分别鉴定出1 731、2 178个,其中有227个在快速应答和特异应答两个阶段都被鉴定出来。4.在快速应答阶段,鉴定出与上调表达的lncRNAs共定位表达mRNAs 26个,共表达的mRNAs19个;与下调表达的lncRNAs共定位表达的mRNAs 68个,共表达的mRNAs 76个。在特异应答阶段时,鉴定出与上调表达的lncRNAs共定位表达的mRNAs 51个,共表达的mRNAs 13个;与下调表达的lncRNAs共定位表达的mRNAs67个,共表达的mRNAs 110个。5.对差异表达的mRNAs进行GO分析,发现在快速应答阶段时,氧化还原过程和激素代谢等途径相关基因在生物过程中显著富集;特异应答阶段时,细胞组分中光系统、光合膜及液泡质子ATP酶等相关基因显著富集。而KEGG分析显示,在快速应答阶段,差异表达的mRNAs在氨基酸、淀粉、蔗糖等有机物的生物合成和代谢等路径中显著富集;特异应答阶段时,差异表达的mRNAs在植物激素信号转导、糖酵解、光合作用及丙酮酸代谢等途径有显著富集。6.筛选并克隆了与lncRNA共定位差异表达的差异基因GhSaltR1(GenBank accession number:MK578764)。在农大棉13号中对GhSaltR1基因进行VIGS(virus induced gene silencing)干涉后,盐胁迫下干涉植株较对照组耐盐性降低,RT-PCR检测显示对GhSaltR1基因干涉效率为82%。初步证明该候选基因在棉花苗期耐盐反应中发挥重要作用。综合以上结果,本试验在快速应答阶段时,共鉴定出134个上调表达、189个下调表达的差异lncRNAs,共鉴定出2 561个上调表达、1731个下调表达的差异mRNAs;在特异应答阶段时,共鉴定出136个上调表达、193个下调表达的差异lncRNAs,共鉴定出1 583个上调表达、2 178个下调表达的差异mRNAs。初步鉴定出未知功能基因GhSaltR1在陆地棉苗期耐盐反应中发挥重要功能。