褪黑素对盐胁迫下普通菜豆芽期核酸修复的调控机制

普通菜豆(Phaseolus vulgaris)是重要的食用豆作物, 然而其极易受盐胁迫危害, 导致产量下降。褪黑素能提高植物耐盐能力。为探明外源褪黑素调控普通菜豆耐盐能力的机制, 以普通菜豆品种奶花芸豆(GZ-YD014)为实验材料, 设置水(W, 对照)、盐胁迫(S)和盐胁迫+100 µmol∙L^-1褪黑素(M+S) 3个处理。结果发现, 盐胁迫抑制了普通菜豆胚根的生长, 使其长度、表面积、体积以及直径显著降低, 外源褪黑素可缓解盐胁迫对普通菜豆胚根生长的抑制。外施褪黑素显著降低盐胁迫下活性氧积累和丙二醛(MDA)含量, 提高保护酶(过氧化物酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶以及抗坏血酸过氧化物酶)活性, 增加渗透调节物质(可溶性糖和可溶性蛋白)以及生长素(IAA)、赤霉素(GA)和玉米素(ZT)的含量, 降低脱落酸(ABA)含量。通过转录组分析挖掘出217个差异表达基因(DEGs), DEGs在GO富集中显著(P-value<0.05)富集到核酸相关条目上, 在KEGG富集中显著(P-value<0.05)富集到核酸损伤修复(包括碱基切除修复、错配修复以及核苷酸切除修复)通路。qRT-PCR以及RAPD分析结果表明, 核酸损伤修复通路为外源褪黑素调控普通菜豆耐盐能力的一种机制。该研究揭示了外源褪黑素对普通菜豆芽期耐盐能力的调控机制, 可为褪黑素应用于盐胁迫下普通菜豆增产提供理论依据。