西伯利亚白刺(Nitraria sibirica Pall.)是蒺藜科(Zygophyllaceae)白刺属(Nitraria L.)落叶灌木,属典型的盐生植物,也是荒漠生态MRTX1133采购系统典型植被。其具有较强抗旱、耐寒、耐瘠薄、抗风沙和极强耐盐碱特性,同时其果实、叶片具有很高的营养、药用和饲用价值,是生态效益与经济效益兼得的“黄金”树种。然而,在分子水平上对其耐盐机制的研究还处于初始阶段,这限制了其耐盐优势的开发利用。因此,本研究以西伯利亚白刺为试验材料,以300 mmol·L~(-1)Na Cl处理一年生实生苗,取叶片进行转录组测序。首先基于Pacbio测序获得其全长转录本,利用Trans Decoder软件预测CDS序列,并通过6大数据库对转录本进行注释;其次利用De Seq2对转录本进行差异分析,筛选差异基因;最终利用WGCCP-456773化学结构NA筛选耐盐关键基因,并将连通度前10%且在未报道基因中表达量最高的关键基因NsRabE1c转入拟南芥(Arabidopsis thaliana)进行功能验证。主要结论如下:(1)过滤掉不完整的CG,共获得1,030,629个全长非嵌合读数(FLNC)。去除冗余和聚类后,得到全extra-intestinal microbiome长转录本89,017个(平均长度2721.43 bp,N50 3009 bp,Q30值98%)。共预测了86,482个CDS序列,其中4000个不含CDS的基因可能是小RNA和t RNA。41,724个转录本注释于6个数据库(GO、KEGG、NR、Swissport、Tr EMBL和egg NOG),84,632个转录本至少在一个数据库中被注释。大量的基因被注释到“信号转导”、“分泌和囊泡运输”、“刺激反应”、“代谢过程”、“细胞器”、“转录因子活性”和“碳水化合物代谢”等通路中。(2)差异表达分析获得6,561条盐处理与对照相比表达量超过2倍的差异基因(|log2FC|≥1,FDR<0.05)和756条表达量超过16倍的差异基因(|log2FC|≥4)。GO富集分析发现,很多单基因富集到“应激反应”、“过氧化氢响应”、“离子结合”、“细胞通讯”、“生长”、“碳水化合物代谢过程”、“细胞壁组织或生物发生”、“光合作用”和“多糖代谢过程”等通路中。KEGG富集分析发现,有大量单基因富集到“磷脂酰肌醇信号系统”、“淀粉和蔗糖代谢”、“碳代谢”、“过氧化物酶体”、“MAPK信号通路植物”和“植物激素信号转导”等通路中。(3)WGCNA分析发现西伯利亚白刺通过调控离子平衡、调控渗透应激、清除活性氧、改善细胞壁结构和增强信号转导等途径缓解盐胁迫。共筛选出66个连通度前10%的基因,34个已在其它作物中得到验证。(4)NsRabE1c全长序列为1108 bp,CDS区为651 bp,共编码216个氨基酸。分析其进化关系发现与NsRabE1c同源性较高的物种是小果咖啡。亚细胞定位分析发现NsRabE1c在西伯利亚白刺中定位在细胞核和细胞质中。(5)NsRabE1c过表达拟南芥(OE)在盐胁迫情况下较突变体拟南芥(atrabe1c)和野生型拟南芥(Col-0)种子萌发时间早,幼苗生长速率快,根长最长,且体内的K~+含量远远大于atrabe1c和Col-0。通过对NsRabE1c在西伯利亚白刺中表达量的测定,发现NsRabE1c表达量在施盐后1-4 h(生长停滞期)表达量下降,在6-24 h(生长恢复阶段)表达量大幅度上升。以上结果表明,NsRabE1c可提高K~+含量促进西伯利亚白刺的生长发育以此来调控盐胁迫。(6)NsRabE1c过表达拟南芥(OE)在盐胁迫下的长势较突变体拟南芥(atrabe1c)和野生型拟南芥(Col-0)差,萌发率、根长和存活率也较低。OE在施加盐后叶片中Na~+含量快速上升,而K~+含量逐渐下降,K~+/Na~+比率下降,严重破坏了K~+/Na~+平衡;atrabe1c在施加盐后叶片中Na~+含量变化不大,而K~+含量在逐渐升高,K~+/Na~+比率升高。以上结果表明,NsRabE1c通过降低K~+/Na~+比降低植株的耐盐性。