转录组和代谢物分析揭示了COA在耐盐性中的作用GydF4y2Ba霸王GydF4y2BaSPP.GydF4y2Ba

背景GydF4y2Ba

霸王GydF4y2Ba是一家重要的药用植物，具有显着的性质，如耐盐，碱和干旱，以及贫困土壤和换砂的耐受性。但是，响应机制GydF4y2Ba霸王GydF4y2BaSPP。对非生物斯特斯很少研究过。GydF4y2Ba

结果GydF4y2Ba

在这里，我们的目标是探讨盐耐受基因GydF4y2Ba霸王GydF4y2Ba植物的转录组学和代谢方法。我们选择GydF4y2BaZ. brachypterumGydF4y2Ba那GydF4y2Baz obliquumGydF4y2Ba和GydF4y2BaZ.Babago.GydF4y2Ba筛选耐盐和敏感物种。细胞学观察表明，茎和叶子GydF4y2BaZ. brachypterumGydF4y2Ba比那些厚度厚GydF4y2BaZ.Babago。GydF4y2Ba然后，我们用不同浓度的NaCl治疗这三种物种，并发现GydF4y2BaZ. brachypterumGydF4y2Ba展示了最高的盐耐受性（ST），而GydF4y2BaZ.Babago.GydF4y2Ba对盐（SS）最敏感。随着盐浓度的增加，SS中的猫，SOD和POD活性以及脯氨酸和叶绿素含量显着降低于ST。盐处理后，ST中开放气孔的比例明显多于SS，尽管两种物种之间的气孔数没有显着差异。转录组分析在盐胁迫后，在ST和SS物种的叶片和根中鉴定了11种重叠的差异表达基因（DEGS）。11℃的两个分支链氨基酸氨基转移酶（BCAT）基因在肝酸盐和COA生物合成中显着富集，以及缬氨酸，亮氨酸和异亮氨酸生物合成途径，通过盐胁迫显着诱导QRT-PCR。此外，重叠的差异丰富的代谢产物表明，盐胁迫后显着富集的泛酸酯和COA生物合成途径，这与根据转录组织富集的KEGG途径一致。GydF4y2Ba

结论GydF4y2Ba

在我们的研究中，转录组和代谢组分析表明，BCAT基因可能影响泛酸和COA生物合成途径来调节耐盐性GydF4y2Ba霸王GydF4y2Ba这可能是植物响应盐胁迫的新途径。GydF4y2Ba

土壤盐渍化已成为一个重要的全球生态环境问题，盐渍土壤影响植物的地理分布，限制了它们的生产力，并威胁粮食安全[GydF4y2Ba1GydF4y2Ba］．高盐水平可引起次要应力，如离子毒性，高摩尔胁迫和氧化损伤，这严重影响了植物的生长和发展[GydF4y2Ba2GydF4y2Ba］．为了适应盐渍化环境，植物发起一系列调节机制，以减少盐损伤，包括形态学变化[GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba]细胞中的渗透调节[GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba6.GydF4y2Ba]，清除反应性氧气物种[GydF4y2Ba7.GydF4y2Ba]、盐分的排泄及细胞内的分隔[GydF4y2Ba8.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba9.GydF4y2Ba]、钾转运的规管[GydF4y2Ba10GydF4y2Ba那GydF4y2Ba11GydF4y2Ba]，调节水素表达[GydF4y2Ba12GydF4y2Ba那GydF4y2Ba13GydF4y2Ba]，和在光合作用的速率变化[GydF4y2Ba14GydF4y2Ba］．GydF4y2Ba

为了深入了解植物耐盐的分子机制，许多研究者致力于筛选耐盐植物以获得耐盐基因。近年来，越来越多的研究阐明了植物的盐胁迫信号转导途径，这对全面了解植物耐盐的分子机制具有重要意义。ABA (abscisacid, ABA)在植物水分利用优化中起着关键作用，在种子发育以及对干旱、高盐等环境胁迫的响应中起着至关重要的作用[GydF4y2Ba15GydF4y2Ba］．ABA被广泛认为参与盐胁迫下渗透胁迫信号转导[GydF4y2Ba16GydF4y2Ba］．蛋白质磷酸化是真核信号转导的核心特征，它也起到渗透胁迫适应中的作用[GydF4y2Ba2GydF4y2Ba］．丝裂原激活的蛋白激酶（MAPK）途径不仅参与植物生长和发育过程，而且还可以通过许多不同的生物和非生物胁迫激活，例如高盐，干旱和冷应力[GydF4y2Ba17GydF4y2Ba那GydF4y2Ba18GydF4y2Ba］．盐过敏感(SOS)信号通路与钠有关GydF4y2Ba^+GydF4y2Ba植物根系细胞的排泄是目前研究最深入的植物耐盐机制之一。在该通路中，三个SOS基因(SOS1, SOS2, SOS3)参与调节细胞内离子平衡的信号[GydF4y2Ba19GydF4y2Ba那GydF4y2Ba20.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba21GydF4y2Ba那GydF4y2Ba22GydF4y2Ba］．GydF4y2Ba

霸王GydF4y2Ba是一个主要分布在沙漠和半沙漠地区的属，因此具有适应盐和干旱胁迫的强大能力。所以，GydF4y2Ba霸王GydF4y2Ba植物具有重要的遗传资源，可以保护它们免受非生物胁迫，特别是盐胁迫。此外,GydF4y2Ba霸王GydF4y2Ba植物被认为是在半干燥条件下用重金属污染的土壤的早期殖民，它们具有广谱耐受重金属，如Pb，Zn和Cu ​​[GydF4y2Ba23GydF4y2Ba那GydF4y2Ba24GydF4y2Ba］．迄今为止，只有一些关于基本生物学的研究GydF4y2Ba霸王GydF4y2Ba并且在幼苗阶段对其独特的耐盐特性的系统研究非常有限。在这项研究中，三个的耐盐性GydF4y2Ba霸王GydF4y2Ba物种 （GydF4y2BaZ.GydF4y2Ba．GydF4y2BabrachypterumGydF4y2Ba那GydF4y2BaZ.GydF4y2Ba．GydF4y2BaobliquumGydF4y2Ba和GydF4y2BaZ.Babago.GydF4y2Ba)，筛选耐盐和敏感品种。然后，通过转录组学和代谢组学分析确定参与耐盐性的基因和代谢途径。结果表明，有2个支链氨基酸氨基转移酶(BCAT)基因可能影响CoA生物合成途径，调控其耐盐性，这2个基因是最可能响应盐胁迫的候选基因GydF4y2Ba霸王GydF4y2Ba物种。GydF4y2Ba

三种动物的解剖差异GydF4y2Ba霸王GydF4y2Ba物种GydF4y2Ba

当植物适应盐碱地时，它们的形态也会发生变化。分析了其主茎和叶的解剖结构GydF4y2BaZ. brachypterumGydF4y2Ba那GydF4y2Baz obliquumGydF4y2Ba和GydF4y2BaZ.Babago.GydF4y2Ba在自然环境的条件下。结果表明，主干的佩斯面积GydF4y2BaZ. brachypterumGydF4y2Ba是三种种类中最大的，而那个GydF4y2BaZ.Babago.GydF4y2Ba是最小的（图。GydF4y2Ba1GydF4y2Baa - c)。的叶子GydF4y2BaZ.Babago.GydF4y2Ba在三种物种中是最薄的，而在此期间没有发现显着差异GydF4y2BaZ. brachypterumGydF4y2Ba和GydF4y2Baz obliquumGydF4y2Ba(无花果。GydF4y2Ba1GydF4y2BaD-F）。统计分析表明，木质蛋白，韧皮肌和皮质的厚度GydF4y2BaZ. brachypterumGydF4y2Ba都明显大于GydF4y2BaZ.Babago.GydF4y2Ba(无花果。GydF4y2Ba1GydF4y2Bag），按照最厚的茎GydF4y2BaZ. brachypterumGydF4y2Ba和最薄的茎GydF4y2BaZ.Babago.GydF4y2Ba(无花果。GydF4y2Ba1GydF4y2BaF）。另外，叶子GydF4y2BaZ. brachypterumGydF4y2Ba和GydF4y2Baz obliquumGydF4y2Ba比那些厚度厚GydF4y2BaZ.Babago.GydF4y2Ba(无花果。GydF4y2Ba1GydF4y2BaI)，这表明叶GydF4y2BaZ. brachypterumGydF4y2Ba和GydF4y2Baz obliquumGydF4y2Ba可能具有更高的储水能力。这些结果表明GydF4y2BaZ. brachypterumGydF4y2Ba植物可能具有更高的能力来从茎上运输水并将其存放在叶子中GydF4y2BaZ.Babago.GydF4y2Ba．GydF4y2Ba

三个耐盐性GydF4y2Ba霸王GydF4y2Ba物种GydF4y2Ba

沙漠植物,GydF4y2Ba霸王GydF4y2BaSPP。具有良好的抗非生物胁迫的抵抗力。发现三个中盐胁迫耐受性的差异GydF4y2Ba霸王GydF4y2Ba种，我们处理幼苗GydF4y2BaZ. brachypterumGydF4y2Ba那GydF4y2Baz obliquumGydF4y2Ba和GydF4y2BaZ.Babago.GydF4y2Bawith 50 NaCl, 100 NaCl, 150 NaCl and 200 mM NaCl, or left them untreated (control, CK). Compared with the control group, the leaves of the three霸王GydF4y2Ba物种所有均显示出不同程度的萎缩，因为盐浓度增加，叶片萎缩程度最高GydF4y2BaZ.Babago.GydF4y2Ba和最低GydF4y2BaZ. brachypterumGydF4y2Ba(无花果。GydF4y2Ba2GydF4y2BaA和B）。此外，幼苗生长GydF4y2Baz obliquumGydF4y2Ba和GydF4y2BaZ.Babago.GydF4y2Ba通过50mM NaCl显着抑制（图。GydF4y2Ba2GydF4y2Ba一种）。随着盐浓度的进一步增加，幼苗开始死，植物存活率大幅下降GydF4y2BaZ.Babago.GydF4y2Ba(无花果。GydF4y2Ba2GydF4y2Baa和c）。相反，幼苗存活率GydF4y2BaZ. brachypterumGydF4y2Bawas the highest, even when the NaCl concentration was increased above 150 mM (Fig.2GydF4y2BaC）。这些结果表明GydF4y2BaZ. brachypterumGydF4y2Ba具有最强的耐盐性，而GydF4y2BaZ.Babago.GydF4y2Ba耐盐性最差。GydF4y2Ba

在盐胁迫下，许多生理指标通常在植物中受到影响，例如脯氨酸，丙二醛（MDA）和叶绿素含量，以及超氧化物歧化酶（SOD），过氧化氢酶和过氧化物酶（POD）活性。用NaCl的最终治疗后两周，我们在三个中测量了这些生理指数GydF4y2Ba霸王GydF4y2Ba不同盐浓度下的物种。结果表明，随着盐浓度的增加，丙二醛含量显著降低，尤其是在盐浓度较高时GydF4y2BaZ. brachypterumGydF4y2Ba和GydF4y2Baz obliquumGydF4y2Ba，但更慢GydF4y2BaZ.Babago.GydF4y2Ba(无花果。GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba一种）。然而，叶绿素含量急剧下降GydF4y2BaZ.Babago.GydF4y2Ba减少是最慢的GydF4y2BaZ. brachypterumGydF4y2Ba(无花果。GydF4y2Ba3.GydF4y2Bab). Z的脯氨酸含量显著增加。GydF4y2BabrachypterumGydF4y2Ba当盐浓度高于100 mM时GydF4y2Baz obliquumGydF4y2Ba当盐浓度高于150 mM时，其含量显著增加。增加的程度不如增加的程度大GydF4y2BaZ. brachypterumGydF4y2Ba．有趣的是，脯氨酸含量GydF4y2BaZ.Babago.GydF4y2Ba当盐浓度高于150 mM时，显著降低。GydF4y2Ba3.GydF4y2BaC）。猫活动随着盐浓度的增加而减少GydF4y2Ba霸王GydF4y2Ba物种的减少是最大的GydF4y2BaZ.Babago.GydF4y2Ba并在最小GydF4y2BaZ. brachypterumGydF4y2Ba(无花果。GydF4y2Ba3.GydF4y2Bad）。SOD和POD活性的减少也是最大的GydF4y2BaZ.Babago.GydF4y2Ba，虽然没有显著差异在任何发现GydF4y2BaZ. brachypterumGydF4y2Ba或者GydF4y2Baz obliquumGydF4y2Ba不同NaCl浓度处理组间的差异(图。GydF4y2Ba3.GydF4y2Bae和f）。这些结果表明GydF4y2BaZ. brachypterumGydF4y2Ba是最耐盐（ST）物种，而GydF4y2BaZ.Babago.GydF4y2Ba对盐最敏感。GydF4y2Ba

Salt诱导St物种中的气孔闭合GydF4y2Ba

气孔运动调节光合作用和蒸腾作用，在植物对盐、干旱等非生物胁迫的响应中起着重要的调节作用。为了解盐处理后ST和SS幼苗气孔运动的差异，我们用150 mM NaCl处理ST和SS幼苗(10叶期)24 h，然后选择主茎相同位置的叶片进行扫描电镜(SEM)观察。结果表明，盐处理组每平方毫米气孔数量与对照组无显著差异(图2)。GydF4y2Ba4.GydF4y2Baa-e）。我们还测量了ST和SS种类的对照和盐处理组中的开放气孔的百分比。结果表明，开放气孔占对照组总量的80％，但在ST物种的盐处理组中仅为20％。相比之下，开放气孔仍占对照组的80％，但SS种类的盐处理组中的60％（图。GydF4y2Ba4.GydF4y2BaF）。这些结果表明，开放气孔比例的急剧下降有利于盐胁迫下ST物种叶片中的水。GydF4y2Ba

ST和SS种类之间的差异表达基因（DEGS）分析GydF4y2Ba

为了揭示ST和SS植物耐盐性差异的机制，我们从根和叶中构建了24个RNA-seq库，包括3个生物复制，分别由150 mM NaCl处理或无NaCl处理分层。高通量RNA-seq为每个样本生成43.8到6520万原始读取(附加文件GydF4y2Ba1GydF4y2Ba：表S1）。在删除包含适配器的读取后，读取包含PLOY-N和低质量读取的RAW数据，每个样本的清洁读数的数量高于4270万。每个样本的约62.63-83.73％的清洁读数被映射到GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba使用RSEM软件参考基因组(附加文件GydF4y2Ba1GydF4y2Ba：表S1）。使用Trinity平台，从清洁读数重新组装498,605个unigenes。所有unigenes的长度从201到37,056 bp变化，平均长度为1038 bp（附加文件GydF4y2Ba1GydF4y2Ba：表S2）。该个Unigenes的尺寸分布在其他文件中示出GydF4y2Ba1GydF4y2Ba：图S1。构建的Unigene数据集用作进一步分析的参考，并附有国家生物技术信息中心（NCBI）。GydF4y2Ba

使用R封装DESEQ2基于标准分析对照和NACL处理基团之间的次数GydF4y2BaP.GydF4y2Ba< 0.05和|log2FoldChange| >与对照组相比，盐处理组ST和SS的叶片中分别有8088和5272个DEGs，根中分别有10392和66743个DEGs(附文件)GydF4y2Ba1GydF4y2Ba：图S2）。总共在根叶和4178 322个重叠在DEGS盐处理后的ST和SS的植物中发现二者相比，每个控制组（图GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba一种）。在叶子中盐处理后，许多含量的表达减少或诱导（附加文件GydF4y2Ba1GydF4y2Ba：图S3A）和根源（附加文件GydF4y2Ba1GydF4y2Ba:图S4A)。GO项分析表明，叶片中的DEGs主要富集于分子功能，包括序列特异性DNA结合、核酸结合转录本和转录因子活性(Additional file)GydF4y2Ba1GydF4y2Ba：图S3B），而来自根在细胞成分的类别，如细胞，细胞部分和细胞内大多富集的（附加文件GydF4y2Ba1GydF4y2Ba:图S4B)。KEGG途径富集分析表明，叶片中DEGs显著影响植物激素信号转导、氮代谢以及乙醛酸盐和二羧酸盐代谢(附加文件)GydF4y2Ba1GydF4y2Ba:图S3C)，而根中只有植物激素信号转导受到显著影响(附文件GydF4y2Ba1GydF4y2Ba：图S4C）。此外，一些DEGS的表达通过定量RT-PCR在两个叶片（附加文件验证GydF4y2Ba1GydF4y2Ba：数字S5a和b）和根源（附加文件GydF4y2Ba1GydF4y2Ba：图S5C和d），结果表明，90％以上的基因的表达水平与RNA-SEQ的FPKM值一致。这些结果表明，度的视角可能会影响激素水平在根和叶，这反过来又影响了耐盐GydF4y2Ba霸王GydF4y2Ba植物。GydF4y2Ba

候选耐盐性基因GydF4y2Ba霸王GydF4y2Ba

为了进一步筛选负责耐盐性的候选基因，我们将治疗和叶片中的治疗组之间的含量组合在一起。根部和叶子中只有11个重叠的参数，其表现出不同的表达模式（图。GydF4y2Ba5.GydF4y2BaA和B）。其中，在盐处理组的叶片和根中，两种基因的表达（簇-113,084.52599999和簇-113,084.52595）比在相应的对照组中的根部（图。GydF4y2Ba5.GydF4y2Bab)，这表明这两个基因是由盐诱导的，尤其是在SS物种中。基因功能注释显示，Cluster-113,084.52599和Cluster-113,084.52595编码支链氨基酸转氨酶(BCAT, Table)GydF4y2Ba1GydF4y2Ba）.GO术语分析显示，在生物过程中，11重叠的次数主要富集，特别是在新陈代谢中（图。GydF4y2Ba5.GydF4y2BaC）。Kegg途径分析表明，在缬氨酸，亮氨酸和异亮氨酸生物合成中有2个重叠次数的2个BCAT基因，以及泛酸盐和COA生物合成途径（表GydF4y2Ba1GydF4y2Ba和无花果。GydF4y2Ba5.GydF4y2Bac).为验证11个重叠DEGs的表达水平，进行qRT-PCR。结果表明，这些基因在不同组中的表达趋势与RNA-seq的FPKM值一致。此外，这两个BCAT基因均受到盐胁迫的强烈诱导，且在SS种中表达量最高(图2)。GydF4y2Ba6.GydF4y2Ba）.综上所述，这两个BCAT基因可能是在水稻耐盐性调控中发挥关键作用的候选基因GydF4y2Ba霸王GydF4y2Ba通过影响缬氨酸，亮氨酸和异亮氨酸的生物合成，以及泛酸和COA。GydF4y2Ba

ST和SS种间差异的代谢组学分析GydF4y2Ba

通过GO项分析表明，在对照和150 mM NaCl胁迫条件下，SS和SS叶片的代谢过程显著富集。为了保证实验数据和结果的可靠性，我们对每组进行6次重复。在ST和SS的所有样品中共鉴定出315种代谢物。根据主成分分析(PCA)，处理内的样品与对照的SS和ST种样品之间存在明显的分离(图2)。GydF4y2Ba7.GydF4y2Baa).与对照组相比，ST和SS盐处理组的叶片中分别鉴定出70和55个差异丰富的代谢物，其中ST和SS盐处理组之间有8个重叠上调代谢物和11个重叠下调代谢物(图2)。GydF4y2Ba7.GydF4y2BaB和C）。另外，另外9个差异丰富的代谢物在ST和SS种之间表现出相反的调节模式（图。GydF4y2Ba7.GydF4y2Bad）。基于28重叠在后续KEGG分析差异丰富的代谢物显示，泛酸和CoA的生物合成途径被显著富集（图GydF4y2Ba7.GydF4y2Bae）。在盐胁迫下，在ST中显着上调了CoA合成，3-甲基-2-氧脱酯的重要中间体，但在SS物种中下调（附加文件GydF4y2Ba1GydF4y2Ba：图S6a）。另外，可以在BCAT的作用下由3-甲基-2-氧脱酸盐制备的缬氨酸在SS物种下显着上调（附加档案GydF4y2Ba1GydF4y2Ba：图S6B）。ST盐处理组和相应对照组之间的CAA含量没有显着差异，而SS盐处理组的COA含量明显下调（附加文件GydF4y2Ba1GydF4y2Ba:图S6C)，说明CoA含量对玉米籽粒的生长发育非常重要GydF4y2Ba霸王GydF4y2Ba盐宽容。GydF4y2Ba

为了鉴定与叶片生理特性有关的次数，在本研究中进行了两组相关分析（ST盐处理的与42种代谢物之间的相关分析（ST盐处理的对照和SS盐处理的与SS控制）。在控制和盐胁迫条件下ST种类代谢物的协调变化表明，大多数泛酸和COA生物合成信号传导相关基因与3-甲基-2-氧脱丁酸脱果呈正相关，3-甲基-2-氧脱酸酯正相关与植物激素信号转导，缬氨酸，亮氨酸和异亮氨酸代谢相关的大多数基因和淀粉和蔗糖代谢（图。GydF4y2Ba8.GydF4y2Ba）.在对照和盐胁迫条件下，SS种类代谢物的协调转变结果与ST物种（附加档案）相反GydF4y2Ba1GydF4y2Ba:图S7)。说明盐处理可诱导ST种一系列代谢途径相关基因的上调，使ST种3-甲基-2-氧丁酸含量显著增加，以维持较高的CoA含量。因此，泛酸盐和辅酶a的生物合成途径可能在水稻耐盐性调控中发挥重要作用GydF4y2Ba霸王GydF4y2Ba植物。GydF4y2Ba

霸王GydF4y2Ba是在自己的家庭中大多数多年生植物，很少年生的草药，GydF4y2Ba蒺藜科GydF4y2Ba．世界上约有100种，主要分布在中亚、地中海沿岸、非洲和澳大利亚的沙漠、草原和受沙漠化影响的草原带[GydF4y2Ba25GydF4y2Ba］．GydF4y2Ba霸王GydF4y2Ba据报道，植物具有一定的药用价值，如抗高血压[GydF4y2Ba26GydF4y2Ba),低血糖(GydF4y2Ba27GydF4y2Ba那GydF4y2Ba28GydF4y2Ba]，抗炎和抗菌活性[GydF4y2Ba29GydF4y2Ba那GydF4y2Ba30.GydF4y2Ba］．除了药用价值外，GydF4y2Ba霸王GydF4y2Ba植物也具有优异的对应力的抵抗力。由于对自然干旱环境的长期适应，GydF4y2Ba霸王GydF4y2Ba对干旱，盐，碱和重金属具有优异的抵抗力，以及耐贫瘠的土壤，风腐蚀和转移砂。GydF4y2Ba

在本研究中，我们筛选耐盐物种GydF4y2BaZ. brachypterumGydF4y2Ba以及盐敏感物种GydF4y2BaZ.Babago.GydF4y2Ba在三个GydF4y2Ba霸王GydF4y2Ba物种。为了揭开之间的耐盐机制，转录组学和代谢比较GydF4y2BaZ. brachypterumGydF4y2Ba和GydF4y2BaZ.Babago.GydF4y2Ba进行。有趣的是，在根部，并与相应的对照组相比，盐处理组的叶片度的视角中的激素信号转导途径，这表明植物激素也可能起到的调节具有重要作用进行了显著丰富GydF4y2Ba霸王GydF4y2Ba盐宽容。然而，当根和叶中的DEGs结合时，只识别出11个重叠的DEGs。其中2个bcat在缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸生物合成以及泛酸和辅酶a生物合成途径上显著富集。这些结果表明，根和叶中11个重叠的DEGs可能会影响GydF4y2Ba霸王GydF4y2Ba通过影响缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成，以及泛酸盐和辅酶a的生物合成途径。GydF4y2Ba

长期以来，人们都知道BCATs催化亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸合成的最后一步和/或降解的初始步骤[GydF4y2Ba31GydF4y2Ba］．支链氨基酸生物合成的中间体也是泛烯酸酯和COA合成的基材[GydF4y2Ba32GydF4y2Ba］．此外，在干旱胁迫条件下Bcats降解分支链氨基酸可有助于在低和无毒水平下维持游离支链氨基酸的池[GydF4y2Ba33GydF4y2Ba提示BCAT基因在抗非生物胁迫中发挥重要作用。通过分析ST和SS物种间差异丰富的代谢物重叠，泛酸和CoA生物合成途径显著富集。CoA是许多生物合成、降解和能量产生途径中的重要辅助因子[GydF4y2Ba34GydF4y2Ba］．此外，CoA生物合成酶磷酸antetheine腺苷转移酶在植物生长、耐盐/渗透胁迫和种子脂质储存等方面发挥着重要作用[GydF4y2Ba35GydF4y2Ba］．在这项研究中，我们发现CoA含量在SS物种下显着下调，在SS物种下，在ST控制和盐处理组之间观察到COA含量显着差异（附加档案GydF4y2Ba1GydF4y2Ba：图S6C）。基于这些调查结果，我们假设耐盐耐受调控机制GydF4y2Ba霸王GydF4y2Ba植物，其中SS盐处理基团中过表达的Bcats可以将3-甲基-2-氧脱酸酯转化为缬氨酸，导致CoA含量降低，这降低了植物的耐盐性（图。GydF4y2Ba9.GydF4y2Ba）.外源辅酶a或3-甲基-2-氧丁酸均可提高其耐盐性GydF4y2Ba霸王GydF4y2BaBCATS调节耐盐性的分子机制GydF4y2Ba霸王GydF4y2Ba需要在今后的研究中进一步进行调查。GydF4y2Ba

恶劣的生活环境GydF4y2Ba霸王GydF4y2Ba物种决定了它们对非生物压力的优良遗传适应性。在本研究中，我们分析了两种植物的差异表达基因和差异富集代谢物GydF4y2Ba霸王GydF4y2Ba种(耐盐种)GydF4y2BaZ. brachypterumGydF4y2Ba以及盐敏感物种GydF4y2BaZ.Babago.GydF4y2Ba）通过转录组和代谢物种方法盐胁迫。我们发现，通过盐显着诱导了11个重叠的次数中的2个BCAT基因的表达。这些基因在缬氨酸，亮氨酸和异亮氨酸生物合成中显着富集，以及泛酸和COA生物合成途径。此外，在泛酸和COA生物合成途径中显着富集了ST和SS种类之间的重叠差异丰富的代谢物。盐处理后ST物种中的COA含量没有显着差异，但盐处理后SS物种的COA含量显着下降。我们的结果表明，2个BCAT基因可能会影响COA生物合成，以调节耐盐性GydF4y2Ba霸王GydF4y2Ba这可能为提高植物对盐胁迫的响应提供了一条新的途径。GydF4y2Ba

种子萌发GydF4y2Ba霸王GydF4y2BaSPP.GydF4y2Ba

种子GydF4y2Ba霸王属brachypterumGydF4y2Ba那GydF4y2Ba霸王obliquumGydF4y2Ba和GydF4y2Ba霸王属fabagoGydF4y2Ba在新疆，中国和集合地点的地理信息植物收集记录在其他文件GydF4y2Ba1GydF4y2Ba：表S3。作为GydF4y2Ba霸王GydF4y2BaSPP。没有濒临威胁，局部立法允许为科学目的收集样本。李泉大学植物学博士教授李志军教授，以及塔里木大学的分类专业邱永娟教授，参与了标本的鉴定。优惠券标本（TD-00153：GydF4y2BaZ. brachypterumGydF4y2Ba，TD-01776：GydF4y2Baz obliquumGydF4y2Ba，和td-00205：GydF4y2BaZ.Babago.GydF4y2Ba)保存在塔里木大学植物标本馆，标本相关数据纳入塔里木盆地野生植物种质资源数据库(内部网站，暂不对外开放;如有合理要求，可从通讯作者处获得资料)。GydF4y2Ba

对于种子萌发，蛭石和珍珠岩以3：1的比例混合，之后将约100种子埋入培养基底物中，并加入足量的水以使基材完全水合物。将罐在26℃下在16 h / d光刻温育，每天8:00和17:00加入水，以确保种子的正常发芽。GydF4y2Ba

组织学分析GydF4y2Ba

石蜡切片时，主茎和叶在主茎的同一位置GydF4y2BaZ. brachypterumGydF4y2Ba那GydF4y2Baz obliquumGydF4y2Ba和GydF4y2BaZ.Babago.GydF4y2Ba在植物的成熟阶段收集。如Ikeda-Kawakatsu等所描述的那样制备石蜡切片。[GydF4y2Ba36GydF4y2Ba]，如下所述进行微细性：在4℃下用FAA（福尔马林/冰醋酸/ 70％乙醇（1：1：18））固定样品过夜，然后通过梯度乙醇系列和二甲苯系列脱水，最后嵌入副本中，并使用旋转式切片嵌入6-μm切片。将该部分用Safranin O-Fast Green染色，并在标准光学显微镜下观察。GydF4y2Ba

盐处理GydF4y2Ba霸王GydF4y2Ba幼苗GydF4y2Ba

盐处理前，秧苗在10叶期用霍格兰营养液饲喂[GydF4y2Ba37GydF4y2Ba]一周促进增长。为了降低NaCl的影响，采用逐步应力处理。向Hoagland营养溶液中加入显示的NaCl。在50mm下开始处理，并且在适应3 d之后，施加第二应力处理（100mm），直到Hoagland营养溶液中NaCl的浓度达到每种最终处理所需的浓度。用200mM NaCl处理后两周进行生理指标的表型分析和评估。对每种治疗进行三次重复。GydF4y2Ba

评估生理指标GydF4y2Ba

被选定为生理指标的评估主茎上的相同部分的叶子。使用硝基四氮唑蓝测定SOD活性（NBT）方法[GydF4y2Ba38GydF4y2Ba］．用愈创木酚法测定过氧化物酶活性[GydF4y2Ba39GydF4y2Ba］．使用紫外线吸收方法确定猫含量根据贝尔斯和Sizer来确定[GydF4y2Ba40GydF4y2Ba］．根据Dhindsa等人的研究，测定丙二醛(MDA) [GydF4y2Ba41GydF4y2Ba］．使用丙酮方法测定叶绿素的含量[GydF4y2Ba42GydF4y2Ba］．根据Bates等，确定脯氨酸的含量。[GydF4y2Ba43GydF4y2Ba］．GydF4y2Ba

RNA制备与测序GydF4y2Ba

对于RNA-SEQ和代谢物分析，幼苗GydF4y2BaZ. brachypterumGydF4y2Ba那GydF4y2Baz obliquumGydF4y2Ba和GydF4y2BaZ.Babago.GydF4y2Ba在10-叶阶段用150mM NaCl处理24小时。使用Trizol试剂（Invitrogen，Ca，USA）分离出叶片的总RNA（在主干的同一部分）和根部，并在37℃下用DNA酶I（Invitrogen）处理30分钟。在1％琼脂糖凝胶上监测RNA降解和污染。使用Agilent BioAnalyzer 2100系统（Agilent Technologies，CA，USA）的RNA纳米6000测定试剂盒评估RNA完整性。每种样品的总量为1.5μgRNA，用于使用Nebnext®Ultra™RNA文库预备套件来生成测序文库，用于Illumina®（Neb，USA）。如江等人所述进行cDNA合成，illumina测序和质量控制。[GydF4y2Ba44GydF4y2Ba］．GydF4y2Ba

通过Trinity完成转录组件[GydF4y2Ba45GydF4y2Ba， min_kmer_cov设置为2，所有其他参数设置为默认值。可变剪接、等位基因、同一基因的不同副本、同源基因、同源基因等由于具有相同的序列源而被分配到同一基因上。使用RSEM软件包检测基因表达水平。采用FPKM法计算表达量。基因与GydF4y2BaP.GydF4y2Ba-values < 0.05 according to the DESeq R package (1.10.1) were assigned as differentially expressed. Gene Ontology (GO) enrichment analysis of the differentially expressed genes (DEGs) was implemented using Wallenius non-central hyper-geometric distribution in the GOseq R package [46GydF4y2Ba］．Kobas软件[GydF4y2Ba47GydF4y2Ba用来测试Kegg途径中差异表达基因的统计富集。GydF4y2Ba

定量实时PCRGydF4y2Ba

RNA测序用M-MLV逆转录酶(Promega)逆转录成cDNA。PCR反应在7500 qRT-PCR系统(应用生物系统)上按照制造商的说明进行。的同源基因GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba那GydF4y2Ba霸王GydF4y2Ba肌动蛋白基因（簇-113,084.173931），ELF1基因（簇-113,084.196164）和微管蛋白基因（簇-113,084.1114404）用作内部参考，并且基因表达水平被标准化为如下所述的这些内部参考基因的几何平均值工作 [GydF4y2Ba48GydF4y2Ba］．对每个样品进行三种生物重复。QRT-PCR的引物在附加文件中列出GydF4y2Ba1GydF4y2Ba：表S4。GydF4y2Ba

代谢产物分析GydF4y2Ba

叶GydF4y2BaZ. brachypterumGydF4y2Ba那GydF4y2Baz obliquumGydF4y2Ba和GydF4y2BaZ.Babago.GydF4y2Ba用150mM NaCl处理24小时，基于Biotree Biotechnology Co的LC-MS / MS平台，收获未经治疗的对照植物的未处理的代谢物分析。，Ltd。将包含200mg的样品悬浮在1.0ml纯甲醇或1.0ml 75％甲醇中，分别用于提取脂质溶解和水溶性代谢物。在球磨机均匀化后，将样品超声处理在冰上，并在-20℃下温育1小时以沉淀蛋白质。然后，将样品在4℃下以12,000×g离心15分钟，上清液转移到新鲜的EP管中，并在真空浓缩器中干燥而不加热。将干燥的粉末重构在萃取液重建，涡旋30s，并超声处理10分钟，在4℃下以12,000×g离心15分钟。最后，将上清液转移到新鲜的2mL LC / MS玻璃小瓶中以进行UHPLC-QTOF-MS分析。使用UHPLC系统（1290，Agilent Technologies）进行LC-MS / MS分析，其中UHPLC系统（1290，Agilent Technologies）与耦合到TripletOf 6600（Q-TOF，AB SCIEX）的UPC BEP酰胺柱进行。根据Liao等人处理原始MS数据。[GydF4y2Ba49GydF4y2Ba］．通过将特定组分的峰面积与用作内部对照的峰面积的峰面积的比例测定每种化合物的量。此外，基于学生检索的值提取差异丰富的代谢物GydF4y2BaT.GydF4y2Ba以及(GydF4y2BaP.GydF4y2Ba< 0.05)和VIP值超过1(投影中变量重要性，VIP > 1)。维恩图是使用生物信息学分析网站(GydF4y2Bahttp://bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/venn/GydF4y2Ba）.通过MetaboAnalyst网站(GydF4y2Bahttps://www.metaboanalyst.ca/GydF4y2Ba)[GydF4y2Ba50GydF4y2Ba]，与之结合GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2BaKEGG数据库。GydF4y2Ba

统计分析GydF4y2Ba

对于多重比较，使用SPSS 23 (IBM Corp.， USA)软件进行单因素方差分析邓肯多重范围检验(所有行比较)。不同的字母表示显着差异GydF4y2BaP.GydF4y2Ba< 0.05。GydF4y2Ba

RNA测序原始数据已寄存到国家生物技术信息（NCBI）Bioproject数据库中的国家中心，如下方式Prjna560976。所有支持数据都包含在附加文件中。GydF4y2Ba

阿巴：GydF4y2Ba

脱盐酸GydF4y2Ba

BCAT：GydF4y2Ba

Branched-chain-amino-acid转氨酶GydF4y2Ba

猫:GydF4y2Ba

过氧化氢酶GydF4y2Ba

DEG：GydF4y2Ba

差异表达基因GydF4y2Ba

地图：GydF4y2Ba

增殖蛋白激酶GydF4y2Ba

MDA：GydF4y2Ba

丙二醛GydF4y2Ba

电视台:GydF4y2Ba

硝基蓝四唑鎓GydF4y2Ba

圆荚体:GydF4y2Ba

过氧化物酶GydF4y2Ba

QRT-PCR：GydF4y2Ba

定量实时PCRGydF4y2Ba

SS：GydF4y2Ba

盐敏感GydF4y2Ba

英石：GydF4y2Ba

盐耐受性GydF4y2Ba

SOS：GydF4y2Ba

盐过度敏感GydF4y2Ba

草皮：GydF4y2Ba

超氧化物歧化酶GydF4y2Ba

SEM：GydF4y2Ba

扫描电子显微镜GydF4y2Ba

作者谨感谢李志军，黄文娟和邱··大学（塔里木大学）鉴定标本的鉴定。GydF4y2Ba

该工作得到了中国国家自然科学基金（31660069）的支持。资助者在研究设计，数据收集和分析或稿件的准备方面没有作用。GydF4y2Ba

隶属关系GydF4y2Ba

1. 新疆生产建设兵团塔里木盆地生物资源保护与利用重点实验室，阿拉尔843300GydF4y2Ba

   王杰，焦培培GydF4y2Ba

2. 生命科学，塔里木大学，阿拉尔，843300，中国的大学GydF4y2Ba

   王杰，焦培培GydF4y2Ba

3. 武汉生物工程大学应用生物技术中心，武汉430415GydF4y2Ba

   王捷GydF4y2Ba

4. 塔里木大学植物科学学院，阿拉尔843300GydF4y2Ba

   西江GydF4y2Ba

5. 武汉大学生命科学学院植物生物技术与种质利用杂交水稻杂交水稻植物生物技术与种质利用的国家重点实验室，武汉430072GydF4y2Ba

   楚凤赵GydF4y2Ba

6. 贵州大学农业科学学院，贵阳，550025GydF4y2Ba

   中明芳GydF4y2Ba

贡献GydF4y2Ba

PJ设想的研究和设计研究。JW执行大部分的实验和分析数据。XJ和CZ进行种子萌发试验和组织切片的实验。JW和PJ写的稿子。ZF提出修订的稿件。所有作者阅读并同意稿件的最终版本。GydF4y2Ba

通讯作者GydF4y2Ba

对应于GydF4y2Bapeipei jiao.GydF4y2Ba．GydF4y2Ba

伦理批准和同意参与GydF4y2Ba

不适用。GydF4y2Ba

同意出版物GydF4y2Ba

不适用。GydF4y2Ba

利益争夺GydF4y2Ba

作者宣布他们没有对这项工作的利益冲突。GydF4y2Ba

出版商的注意事项GydF4y2Ba

Springer Nature在发表地图和机构附属机构中的司法管辖权索赔方面仍然是中立的。GydF4y2Ba

开放获取GydF4y2Ba本文根据创意公约署署署的条款分发了4.0国际许可证（GydF4y2Bahttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/GydF4y2Ba）如果您向原始作者和源给出适当的信用，则允许在任何介质中进行不受限制的使用，分发和再现，提供指向Creative Commons许可证的链接，并指示是否进行了更改。Creative Commons公共领域奉献豁免（GydF4y2Bahttp://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/GydF4y2Ba）除非另有说明，否则适用于本文中提供的数据。GydF4y2Ba

再版和权限GydF4y2Ba