水稻(Oryza sativa)作为重要的粮食作物,是全球三分之二人口,尤其是亚洲和非洲等地区居民赖以生存的主要食物来源。幼穗分化发育期作为水稻产量形成的关键时期,也是对盐胁迫尤其敏感的时期。目前,有关盐胁迫对水稻幼穗发育的影响知之甚少,研究水稻幼穗发育阶段对盐胁迫的敏感时期、耐受程度,在盐胁迫条件下水稻植株的形态和生理变化规律,以及与耐盐相关基因的差异表达与分离都是必要的,对进一步揭示水稻的耐盐机理,培育耐盐水稻品种,指导盐碱地水稻生产等都具有极为重要的理论和实践意义。本研究以耐盐性不同的水稻品系58M(耐盐性较强)和58L(耐盐性一般)为试验材料,将清水浇灌条件下生长的水稻幼穗材料为对照,对0.2%、0.4%和0.6%食盐处理后的幼穗发育形态,一次枝梗、二次枝梗和颖花退化状况,花粉活性等进行了观测;同时对幼穗中丙二醛(MDA)含量、可溶性糖(SS)含量、可溶性蛋白质(SP)含量、脯氨酸(Pro)含量和超氧化物歧化酶(SOD)的活性进行了测定,并以0.6%食盐处理0 h、6 h、24 h后的58M和58L的幼穗为材料进行了转录组测序分析,主要研究结果如下:1.盐胁迫处理后,对抽穗期2个参试材料的穗部发育情况进行了调查,发现盐胁迫对2个参试材料的幼穗分化和发育过程产生的影响不同,58M在低盐(食盐浓度为0.2%)处理下,幼穗的形态改变较小,当盐浓度继续升高时,其幼穗受盐胁迫的影响才开始显现出来,而58L在所有盐浓度的胁迫下都表现出十分明显的抑制作用。对两个品系的一、二次枝梗退化率、颖花退化率和花粉败育率的统计发现,低盐胁迫主要影响二次枝梗的分化,高盐胁迫则主要导致颖花退化。58M品系在0.6%食盐处理下,一次枝梗、二次枝梗、颖花退化率分别为12.92%、42.15%、19.56%;而在同样的盐胁迫下,58L品系的一、二次枝梗和颖花退化率分别为9.14%、41.53%和67.5%,其颖花退化率显著高于58M。2.在整个盐胁迫过程中,58L幼穗的MDA含量呈持续上升趋势,而58M幼穗的MDA含量表现为“上升-下降-上升”的变化。幼穗的SOD含量在盐胁迫下都随生育进程而逐渐增加,其中,58M的SOD含量增加幅度更大,始终显著高于58L;在盐处理下,两个水稻品系幼穗中可溶性糖含量和脯氨酸含量总体呈持续增加趋势,可溶性蛋白质含量则表现出不同的变化趋势。在整个盐胁迫过程中,可溶性糖含量和脯氨酸含量的变化表明盐胁迫促进了水稻体内可溶性糖和脯氨酸的积累,值得注意的是,在高盐(食盐浓度为0.6%)胁迫下58M品系能够合成更多的可溶性糖和游离脯氨酸以缓解盐胁迫对其生长的抑制,表现出更强的耐盐能力;在不同时期两个品系的幼穗中可溶性蛋白表现出不同的变化趋势,反映了盐胁迫条件下蛋白质在植株体内动态变化的复杂性。3.对盐胁迫0、6、24 h后58M和58L品系的幼穗进行了转录组分析,以0h的幼穗为对照,盐胁迫6h后58M的差异基因有1483个上调、1085个下调;58L有差异基因931个上调、2614个下调;在盐胁迫处理24h后58M差异基因中有937个上调、459个下调;58L有差异基因930个上调、1299个下调;盐胁迫6h和24h之间的差异基因对比,58M的差异基因有1189个上调、1164个下调;58L的差异基因有2439个差异基因上调,808个下调。同时对0h、6h和24h时58L和58M品系间各个胁迫时间点的差异基因进行了分析,以58M品系为对照,将58L品系中的差异基因与其对比后发现,在0h时有2472个上调、3669个下调;6h的差异基因有2409个上调、5292个下调;24h时有差异基因1930个上调、4061个下调。通过对这些差异基因用GO和KEGG富集分析,能够确定其作用的途径以及分子功能。经过GO功能注释和KEGG Pathway分析,发现这些差异基因主主要涉及苯丙烷生物合成、光合作用-天线蛋白、光合作用、代谢通路、萜类生物合成、黄酮生物合成、苯丙氨酸代谢、内质网中蛋白质加工等与耐盐关联十分密切的途径。