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大豆(Glycine max(L.)Merr.)是最重要的豆类作物之一,世界上产量最高的油料作物。干旱和高温严重影响大豆的产量和品质,是大豆生产中主要的非生物胁迫因素,为了明确大豆响应干旱(D)、高温(H)以及双重胁迫(DH)的机制,本研究对88份栽培大豆供试材料分别进行芽期和苗期耐旱性评价,从中筛选耐旱型品种黑农44为后续研究材料。采用盆栽方式在大豆苗期(V3)同步进行D、H和DH胁迫0、1、3、6、8、12、24、28、32、48h处理,综合各胁迫下叶片生理指标变化趋势及植株表型分析,选择0、8和24h进行转录表达谱和蛋白质组分析,以0h作为对照。利用BGISEQ-500平台进行RNA-seq测序分析,从转录水平上探讨了大豆叶片组织对干旱、高温以及旱热共胁迫的应答机制,并利用蛋白质组学IBT技术分析了干旱胁迫对大豆叶片组织蛋白质组的影响,进一步从转录水平和蛋白水平上综合解析大豆如何应答干旱胁迫。主要结果如下:1.对大豆芽期和苗期耐旱性综合评价,芽期共筛选出耐旱型品种6份,较耐旱型品种12份,中间型品种24份,干旱较敏感型品种38份,干旱敏感型品种8份;苗期筛选出耐旱型品种9份,较耐旱型品种23份,中间型品种28份,干旱较敏感型品种14份,干旱敏感型品种14份。2.对干旱、高温和旱热共胁迫下生理指标检测,发现三种胁迫均导致SOD活性升高,脯氨酸、丙二醛、可溶性糖含量增多,其中旱热共胁迫8h后增幅大于干旱胁迫,但小于高温胁迫。3.在干旱、高温和旱热共胁迫处理下共构建了21个数字表达谱文库,干旱胁迫8h和24h分别鉴定到18和93个上调以及36和85个下调主要与胁迫响应、防御反应和转录调控等功能相关的关键干旱响应基因,高温胁迫8h和24h分别鉴定到120和132个上调以及53和23个下调主要与胁迫响应、蛋白质结合、跨膜运输等功能相关的关键高温响应基因。4.旱热共胁迫响应中有55.82%-61.90%的差异表达基因与单一干旱和高温胁迫表现为相同的响应,但仍有1021(44.18%)和544(38.10%)个基因为其特异上调和下调表达,其响应基因和代谢途径与高温胁迫更相似,与干旱胁迫有较大不同,其中代谢过程在三种胁迫8h和24h共同下调基因中显著富集,前体代谢物和能量代谢在三种胁迫8h共同下调基因中显著富集,氧化还原途径在三种胁迫24h共同下调基因中显著富集;同时也有更多生物学功能表现出特异性在旱热共胁迫差异表达基因所富集,例如细胞氧化还原稳态和细胞稳态在胁迫8h上调基因显著富集,细胞呼吸、胞外多糖和代谢过程在胁迫24h上调基因显著富集,同时防御反应和类固醇生物合成过程分别在胁迫8h和24h下调基因显著富集。5.干旱、高温和旱热共胁迫共鉴定到147个胁迫响应转录因子,主要分布在34个转录因子家族中,聚类分析可分为9种表达模式,包括干旱、高温和旱热共胁迫共同响应、特异响应以及在不同时间的响应,其中AP2-EREBP、bHLH、MYB、HSF、C2C2-Dof、G2-like、NAC、WRKY、bZIP、TCP、zf-HD共11个转录因子家族占全部转录因子的3/4,且AP2-EREBP、bHLH、MYB最为广泛参与大豆旱热胁迫响应。6.干旱胁迫下鉴定到4个与脯氨酸相关的差异表达基因,在胁迫8h和24h均上调表达;鉴定到3个与SOD相关的差异表达基因,其中1个注释到SOD Cu-Zn家族,在胁迫8h下调表达,而在胁迫24h上调表达,有2个注释到SOD Fe-Mn家族,在胁迫8h和24h均下调表达,这些基因的表达模式与干旱胁迫下SOD活性和脯氨酸含量变化趋势相吻合;鉴定到与过氧化物酶、谷胱甘肽过氧化物酶和过氧化氢酶相关的差异表达基因分别有12、4和1个。7.在干旱胁迫下共得到参与脱落酸、赤霉素、生长素、细胞分裂素、茉莉酸、水杨酸、油菜素内酯激素和乙烯信号转导途径的差异表达基因65个,包含重要的抗旱基因有DELLA、AUX/IAA、PP2C和MYC2等;对干旱胁迫下植物激素信号转导差异表达基因和转录因子CNC共表达分析,发现连通数大于10的核心基因有26个,其中MYB173转录因子为最核心转录因子,在植物激素信号转导途径的调控中起重要作用。8.对干旱胁迫下叶片组织进行蛋白质测序,共得到5183个蛋白质,其中干旱胁迫8h和24h分别得到75个和320个上调差异蛋白,70个和84个下调差异蛋白,GO分析发现差异表达基因主要参与了催化活性、结合等分子功能和代谢过程、细胞过程等生物过程;并得到叶绿素a-b结合蛋白、二磷酸核酮糖羧化酶等12个与光合作用相关的差异表达蛋白,烯醇化酶、果糖二磷酸醛缩酶等14个与碳代谢相关的差异表达蛋白,铁氧还蛋白、碳酸酐酶等22个与能量代谢相关的差异表达蛋白。9.对鉴定到的差异表达蛋白进行分类和功能分析,在干旱胁迫8h和24h处理中共有13条代谢通路显著性富集,其中干旱胁迫8h中有8条,光合作用-天线蛋白、亚油酸代谢上调表达,苯丙素生物合成、二苯乙烯类和姜酚生物合成、嘧啶代谢、类黄酮生物合成、肌醇磷酸代谢、苯丙氨酸代谢下调表达;干旱胁迫24h中有5条,核糖体、核糖体在真核生物中的生物合成、缬氨酸,亮氨酸和异亮氨酸降解上调表达,谷胱甘肽代谢、肌醇磷酸代谢下调表达。10.对干旱胁迫下转录组和蛋白质组关联分析,发现亚油酸9s-脂氧合酶和甘露聚糖内切-1,4-β甘露醇苷酶是胁迫8h和24h共响应的基因/蛋白质,关联的差异表达基因/蛋白质主要参与蛋白质结合、核酸结合等结合功能,氧化还原酶活性、水解酶活性等催化活性功能,蛋白质代谢过程、脂质代谢过程等代谢过程,以及对胁迫响应、对激素响应等响应功能。