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社会赖以生存和发展都依赖能源。但随着不可再生能源的枯竭、化石能源燃烧排放的二氧化硫等对生态环境的危害,人们开始研究开发和利用可再生能源,例如风能、水能、生物质能等。其中生物质能源不仅可以转化为可再生能源,并且可以固定二氧化碳,减少温室气体的排放,其重要性日益明显。但是随着对可再生能源植物能量产出不断增长的需要和缺少足够的合适的土地用来生产可再生生物能源储备的现实之间的矛盾不断加深,培育耐胁迫的能源作物将变得越来越重要。在之前的研究中发现,南荻,作为中国特有的芒属植物、最有潜力的第二代能源作物,在干旱、寒冷等胁迫条件下,仍可以保持较高的生物量。目前尚无对南荻的盐胁迫的研究。 本研究从两个不同自然环境(一个为原产地,位于湖北、湖南省;另一个为高盐驯化地,位于山东省东营市)分别采集5个居群植株的成熟第四片叶。原产地每个居群取样8个个体,驯化地每个居群取样10个个体,总共取样90个个体。通过二代转录组测序的方法对取样个体进行测序。产生的数据用比较转录组的方法进行分析,试图揭示居群对长期盐胁迫的响应机制。 研究发现有59个(0.36%)基因在5个居群中都显著差异表达,被认为是居群共同响应基因。与所有表达基因相比,这些基因有较低的表达多样性,表明这些基因可能一致响应盐胁迫。这些基因的功能涉及到氧化解毒、胁迫抵抗、光合作用和信号转导。在这些基因中,有70%的基因功能与之前报道过的非生物胁迫响应功能有关。另外,有1.4%~12.1%的基因只在各个居群中显著差异表达,被认为是居群特异响应盐环境的基因。5个居群之间,有一个居群表现鲜明的相对高的存活率和相对低的生长性状,这种鲜明的对比伴随着生长相关基因表达的下调和植物胁迫抵抗相关基因表达的上调。这种结果可能揭示了一个潜在的胁迫抵抗和产量的制衡机制,即资源从植物生长重新分配到胁迫抵抗中。本研究中,不同居群在不同环境之中的比较转录组学研究为未来能源植物的育种和驯化提供了一个基础。