黃 海，瞿小杰，劉金海，彭贊文

（梧州學(xué)院，廣西 梧州 543002）

水稻（Oryza sativaL.）是我國主要的糧食作物之一，對保障國家糧食安全具有極其重要的作用。但是，我國土壤鹽堿化情況比較嚴(yán)重，土壤鹽堿含量過高會使水稻出現(xiàn)生理性干旱，導(dǎo)致離子毒害、滲透脅迫、氧化脅迫和營養(yǎng)脅迫，影響水稻生長發(fā)育進(jìn)而影響其產(chǎn)量和品質(zhì)[1]。多倍體化是驅(qū)動植物進(jìn)化的主要動力[2]。多倍體植物由于染色體加倍或者不同染色體組間的相互結(jié)合，使基因組結(jié)構(gòu)和基因表達(dá)模式不斷發(fā)生變化，并且基因劑量得到增加，有時會增加次生代謝物質(zhì)含量，進(jìn)而促使多倍體植物的抗逆性增強(qiáng)，更容易適應(yīng)外界環(huán)境變化[3]。對于多倍體水稻而言，染色體加倍后的四倍體水稻與二倍體相比，具有植株莖稈粗壯[4]、籽粒大[5]、蛋白質(zhì)含量高[6]、抗性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[7]。經(jīng)過長期演化，水稻形成一系列防御機(jī)制以響應(yīng)鹽堿脅迫。其中，在分子水平上，一些轉(zhuǎn)錄因子可以調(diào)控水稻對鹽堿脅迫的抗性[8]。水稻中至少存在1 611 個轉(zhuǎn)錄因子基因，約占基因組的2.6%，一些轉(zhuǎn)錄因子家族擁有上百個基因，比如bZIP、MYB、AP2/ERF 和WRKY 等家族，這些轉(zhuǎn)錄因子參與水稻生長發(fā)育及對生物和非生物脅迫抗性的調(diào)控，具有極其重要的生物學(xué)功能[9-12]。前人研究發(fā)現(xiàn)，bZIP、MYB、AP2/ERF、WRKY轉(zhuǎn)錄因子家族中的一些基因可以響應(yīng)水稻干旱、高鹽、低溫等非生物脅迫，超表達(dá)這些基因可以不同程度地提高轉(zhuǎn)基因水稻的抗旱性、耐鹽性和耐冷性等[9-12]。目前，關(guān)于抗逆相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子對鹽堿脅迫的響應(yīng)機(jī)制研究主要集中于二倍體水稻[9-13]，在四倍體水稻上的研究鮮有報(bào)道。為此，以二倍體水稻桂育12及其同源四倍體水稻為試驗(yàn)材料，研究二倍體、四倍體水稻中bZIP、MYB、AP2/ERF 和WRKY 轉(zhuǎn)錄因子家族基因在鹽堿脅迫條件下的表達(dá)模式變化，為解析不同倍性水稻的耐鹽堿機(jī)制奠定基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試水稻材料為二倍體水稻桂育12（以下簡稱為桂育12D，由廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所提供）及其同源四倍體水稻（以下簡稱為桂育12T，經(jīng)過秋水仙素加倍得到）。

1.2 水稻培養(yǎng)及處理

選取大小均勻、籽粒飽滿的水稻種子，用0.3%NaClO 浸泡消毒15 min，然后用蒸餾水清洗，之后將種子放置在鋪有2 層濾紙的培養(yǎng)皿中，35 ℃暗培養(yǎng)3 d，最后置于16 h光照（28 ℃）/8 h黑暗（25 ℃）的人工氣候箱中用水稻營養(yǎng)液在育苗盒中培養(yǎng)[14]。待幼苗長至三葉一心期時，分別用pH 值11.39 的NaOH（A）和100 mmol/L NaCl（S）配制的營養(yǎng)液脅迫處理6 h，對照組（CK）使用正常營養(yǎng)液培養(yǎng)6 h，每個材料設(shè)置3次重復(fù)。

1.3 RNA提取及實(shí)時熒光定量PCR（qRT-PCR）

RNA 提 取 參 照TransZol Up Plus RNA Kit 試 劑盒說明書進(jìn)行；RNA 反轉(zhuǎn)錄參照TransScript?One-Step gDNA Removal and cDNA Synthesis SuperMix試劑盒說明書進(jìn)行，反應(yīng)程序：42 ℃15 min，85 ℃5 s。qRT-PCR 參 照TransStart?Top Green qPCR SuperMix 試劑盒說明書進(jìn)行，反應(yīng)體系20 μL：ddH2O 7 μL，2×TransStart Top Green qPCR Super Mix 10 μL，上、下游引物（0.1 ng/μL）各1 μL，反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物1 μL；反應(yīng)程序：94 ℃30 s；94 ℃15 s、60 ℃5 s 、72 ℃10 s，45 個循環(huán)。上述試劑盒均購自北京全式金生物技術(shù)有限公司，每個處理設(shè)3 個生 物 學(xué) 重 復(fù) 。內(nèi) 參 基 因 為GAPDH（Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase），GAPDH及bZIP、MYB、WRKY、AP2/ERF 轉(zhuǎn)錄因子家族基因的引物設(shè)計(jì)參考qPrimerDB 數(shù)據(jù)庫[15]，所有基因引物序列詳見表1?；虻南鄬Ρ磉_(dá)量計(jì)算采用 2-△△Ct法[16]。

表1 qRT-PCR 所用引物Tab.1 Primers used for qRT-PCR

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

使用Excel 2021 軟件整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用DPS 17.10軟件中Tukey法進(jìn)行多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽堿脅迫對不同倍性水稻bZIP轉(zhuǎn)錄因子家族基因表達(dá)的影響

bZIP 是由一個亮氨酸拉鏈二聚體結(jié)構(gòu)域和一個DNA 結(jié)合域組成的一類重要的植物轉(zhuǎn)錄因子，參與植物生長、胚乳發(fā)育、葉片衰老以及各種生物和非生物脅迫的響應(yīng)等[17-19]。本研究選取的6 個bZIP 轉(zhuǎn)錄因子家族基因在鹽堿脅迫下的表達(dá)情況如圖1 所示。由圖1 可以看出，無脅迫條件下，桂育12D 中的OsbZIP30和OsbZIP61基因表達(dá)量均極顯著高于桂育12T，而OsbZIP49基因相反，其他基因無極顯著差異。在鹽脅迫條件下，桂育12D 和桂育12T 中OsbZIP05和OsbZIP12基因表達(dá)量均極顯著提高；桂育12T中OsbZIP30和OsbZIP45基因表達(dá)量均極顯著提高；對于OsbZIP49基因，在桂育12T 中表達(dá)量極顯著下降，在桂育12D 中表達(dá)量提高但未達(dá)到極顯著水平，而OsbZIP61基因與OsbZIP49基因完全相反。在堿脅迫條件下，桂育12D 中OsbZIP12、OsbZIP45、OsbZIP49和OsbZIP61基因表達(dá)量均極顯著提高，但在桂育12T 中除OsbZIP49基因表達(dá)量極顯著下降、OsbZIP61基因表達(dá)量極顯著提高外，其他基因均無極顯著差異；桂育12D 和桂育12T 中OsbZIP05和OsbZIP30基因表達(dá)量均無極顯著差異，OsbZIP61基因表達(dá)量均極顯著提高，且桂育12T 中提高幅度大于桂育12D。綜上，多數(shù)bZIP 轉(zhuǎn)錄因子家族基因表達(dá)量會受鹽脅迫誘導(dǎo)上調(diào)，且在四倍體水稻中受誘導(dǎo)上調(diào)幅度大于二倍體水稻；在堿脅迫條件下，多數(shù)bZIP 轉(zhuǎn)錄因子家族基因表達(dá)量在二倍體水稻中提高，在四倍體水稻中無極顯著差異。

圖1 鹽堿脅迫下不同倍性水稻bZIP轉(zhuǎn)錄因子家族基因的表達(dá)分析Fig.1 Expression analysis of bZIP transcription factor family genes in different ploidy rice under saline-alkali stress

2.2 鹽堿脅迫對不同倍性水稻MYB轉(zhuǎn)錄因子家族基因表達(dá)的影響

MYB 轉(zhuǎn)錄因子因其N 端保守的MYB 結(jié)構(gòu)域而得名，是一類存在最廣、功能最強(qiáng)的轉(zhuǎn)錄因子，既能調(diào)控植物的生長發(fā)育，又可以參與植物對高鹽、干旱、極端溫度、病蟲害侵襲等逆境脅迫的抗性反應(yīng)[20]。本研究選取的6 個MYB 轉(zhuǎn)錄因子家族基因在鹽堿脅迫下的表達(dá)情況如圖2所示。由圖2可以看出，無脅迫條件下，桂育12D中CSA基因表達(dá)量極顯著高于桂育12T，而OsMYB4和OsJAMYB基因相反，其他基因無極顯著差異。在鹽脅迫條件下，桂育12D 和桂育12T 中OsMYB4和OsJAMYB基因表達(dá)量均極顯著提高，OsMYB48和OsMYB63基因表達(dá)量均極顯著下降；桂育12D 中CSA基因表達(dá)量極顯著下降，但在桂育12T 中極顯著提高。在堿脅迫條件下，桂 育12D 和 桂 育12T 中OsMYB4、OsMYB48、OsMYB60和OsMYB63基因表達(dá)量均無極顯著差異，CSA基因表達(dá)量極顯著下降，OsJAMYB基因表達(dá)量極顯著提高，且在桂育12T 中的提高幅度高于桂育12D?？傮w來看，OsMYB60基因表達(dá)量在鹽堿脅迫條件下均無極顯著差異。綜上，在鹽脅迫條件下，不同倍性水稻中同一MYB 基因?qū)}脅迫的響應(yīng)有所差別；在堿脅迫條件下，OsJAMYB和CSA基因均被極顯著誘導(dǎo)表達(dá)，且在四倍體水稻中的提高或者下降幅度大于二倍體水稻，其他MYB基因無極顯著差異。

圖2 鹽堿脅迫下不同倍性水稻MYB轉(zhuǎn)錄因子家族基因的表達(dá)分析Fig.2 Expression analysis of MYB transcription factor family genes in different ploidy rice under saline-alkali stress

2.3 鹽堿脅迫對不同倍性水稻W(wǎng)RKY轉(zhuǎn)錄因子家族基因表達(dá)的影響

WRKY 轉(zhuǎn)錄因子因存在高度保守的WRKYGQK 結(jié)構(gòu)域而得名，在植物形態(tài)建成、物質(zhì)代謝、生物及非生物脅迫響應(yīng)的過程中起到重要的調(diào)控作用[21-22]。本研究選取的12 個WRKY 轉(zhuǎn)錄因子家族基因在鹽堿脅迫下的表達(dá)情況如圖3 所示。由圖3 可以看出，無脅迫條件下，桂育12T 中OsWRKY1、OsWRKY5、OsWRKY8、OsWRKY11、OsWRKY24、OsWRKY28、OsWRKY45、OsWRKY72和OsWRKY76基因表達(dá)量均極顯著高于桂育12D，其他基因無極顯著差異。在鹽脅迫條件下，桂育12D和 桂 育12T 中OsWRKY1、OsWRKY8、OsWRKY11、OsWRKY24、OsWRKY70和OsWRKY72基因表達(dá)量均提高但未達(dá)到極顯著水平；桂育12D 中OsWRKY5基因表達(dá)量極顯著提高，OsWRKY19、OsWRKY21、OsWRKY45和OsWRKY76基因表達(dá)量均無極顯著差異，但在桂育12T 中均極顯著下降。在堿脅迫條件下，桂育12D 中OsWRKY1、OsWRKY8、OsWRKY11、OsWRKY21、OsWRKY24、OsWRKY28、OsWRKY45、OsWRKY72和OsWRKY76基因表達(dá)量均極顯著提高，OsWRKY5、OsWRKY19和OsWRKY70基因表達(dá)量均無極顯著差異；桂育12T 中OsWRKY8、WRKY45、OsWRKY70、OsWRKY72和OsWRKY76基因表達(dá)量均極顯著下降，其他基因表達(dá)量均無極顯著差異。綜上，在二倍體水稻中大多數(shù)WRKY 基因?qū)}脅迫無極顯著響應(yīng)，但在四倍體水稻中，鹽脅迫抑制較多WRKY 基因的表達(dá)；在堿脅迫條件下，二倍體水稻中多數(shù)WRKY 基因表達(dá)量提高，而在四倍體水稻中多數(shù)下降，表明堿脅迫下WRKY 基因在二倍體、四倍體水稻中發(fā)揮的作用相反。

圖3 鹽堿脅迫下不同倍性水稻W(wǎng)RKY轉(zhuǎn)錄因子家族基因的表達(dá)分析Fig.3 Expression analysis of WRKY transcription factor family genes in different ploidy rice under saline-alkali stress

2.4 鹽堿脅迫對不同倍性水稻AP2/ERF轉(zhuǎn)錄因子家族基因表達(dá)的影響

AP2/ERF 轉(zhuǎn)錄因子以含有高度保守的AP2/ERF 結(jié)構(gòu)域而得名，該結(jié)構(gòu)域具有DNA 結(jié)合功能，與植物生長發(fā)育、生物合成以及逆境應(yīng)答密切相關(guān)[23-24]。本研究選取的11個AP2/ERF轉(zhuǎn)錄因子家族基因在鹽堿脅迫下的表達(dá)情況如圖4 所示。由圖4可以看出，無脅迫條件下，桂育12D 中OsDREB1C、OsEREBP1、OsEREBP2、OsAP211、OsERF106、OsERF922和OsWR1基因表達(dá)量與桂育12T 均無極顯著差異；桂育12T 中OsDREB1A基因表達(dá)量極顯著高于桂育12D，OsDREB2B、OsDREB41和OsAP37基因相反。在鹽脅迫條件下，桂育12D 和桂育12T中OsDREB1A、OsDREB1C和OsAP37基因表達(dá)量均極顯著提高；桂育12D中OsEREBP2和OsERF922基因表達(dá)量均極顯著提高，在桂育12T 中雖提高但未達(dá)到極顯著水平；桂育12D 中OsDREB2B、OsEREBP1、OsERF106和OsWR1基因表達(dá)量均提高但未達(dá)到極顯著水平，OsDREB41、OsAP211基因表達(dá)量均下降但未達(dá)到極顯著水平；桂育12T 中OsDREB41、OsAP211和OsWR1基因表達(dá)量均極顯著提高。在堿脅迫條件下，桂育12D 和桂育12T 中OsDREB41基因表達(dá)量均無極顯著差異；桂育12D中OsAP211基因表達(dá)量提高但未達(dá)到極顯著水平，OsWR1基因表達(dá)量下降但未達(dá)到極顯著水平，在桂育12T中也均無極顯著差異；桂育12D中OsDRE2B、OsEREBP1、OsAP37、OsERF106和OsERF922基因表達(dá)量均無極顯著差異，但在桂育12T中極顯著提高；桂育12D中OsDREB1C、OsEREBP2基因表達(dá)量均極顯著提高，但在桂育12T 中無極顯著差異；桂育12D中OsDREB1A基因表達(dá)量極顯著提高，但在桂育12T 中極顯著下降。綜上，本研究所選的AP2/ERF基因多數(shù)受鹽脅迫誘導(dǎo)表達(dá)量提高，但在不同倍性水稻中對鹽脅迫的響應(yīng)不同；在堿脅迫條件下，二倍體水稻中大多數(shù)AP2/ERF 基因表達(dá)量無極顯著差異，而在四倍體水稻中較多AP2/ERF 基因表達(dá)量極顯著提高。

圖4 鹽堿脅迫下不同倍性水稻AP2/ERF轉(zhuǎn)錄因子家族基因的表達(dá)分析Fig.4 Expression analysis of AP2/ERF transcription factor family genes in different ploidy rice under saline-alkali stress

3 結(jié)論與討論

水稻是重要的糧食作物，提高水稻抗逆性、擴(kuò)大水稻種植面積對確保我國糧食安全具有重要作用[25-26]。許多研究證實(shí)，轉(zhuǎn)錄因子在植物對非生物脅迫的響應(yīng)中發(fā)揮了重要的樞紐作用[27]，但多針對于二倍體水稻，四倍體水稻在此方面的研究則鮮有報(bào)道。因此，在鹽堿脅迫下研究二倍體、四倍體水稻轉(zhuǎn)錄因子家族基因表達(dá)模式的變化，對探究不同倍性水稻的耐鹽堿機(jī)制具有一定指導(dǎo)意義。

研究發(fā)現(xiàn)，OsbZIP05[28]和OsbZIP12[29]基因的表達(dá)與水稻耐鹽性存在正相關(guān)關(guān)系。本研究發(fā)現(xiàn)，二倍體、四倍體水稻中OsbZIP05和OsbZIP12基因被鹽脅迫誘導(dǎo)表達(dá)并達(dá)到極顯著水平，且在四倍體水稻中受鹽脅迫誘導(dǎo)程度更高；在堿脅迫條件下，二倍體水稻中OsbZIP12基因表達(dá)量極顯著提高，而在四倍體水稻中無極顯著差異。表明OsbZIP05和OsbZIP12基因主要在鹽脅迫條件下二倍體、四倍體水稻和堿脅迫條件下二倍體水稻中發(fā)揮功能，在堿脅迫條件下四倍體水稻中沒有發(fā)揮主要功能。另有研究發(fā)現(xiàn)，OsbZIP45基因可以正調(diào)控水稻耐旱性[30]。在本研究中，二倍體水稻中OsbZIP30和OsbZIP45基因表達(dá)量在鹽脅迫前后無極顯著差異，而在四倍體水稻中極顯著提高，表明OsbZIP30和OsbZIP45基因在二倍體水稻對鹽脅迫的響應(yīng)中不發(fā)揮主要功能，可能在四倍體水稻中正向響應(yīng)鹽脅迫；在堿脅迫條件下，四倍體水稻中OsbZIP30和OsbZIP45基因表達(dá)量無極顯著差異，OsbZIP45基因表達(dá)量在二倍體水稻中提高，表明OsbZIP45基因可能在堿脅迫條件下二倍體水稻中發(fā)揮了一定功能。二倍體水稻中OsbZIP49基因的表達(dá)受鹽脅迫誘導(dǎo)，四倍體水稻中OsbZIP49基因的表達(dá)受鹽脅迫抑制，堿脅迫與鹽脅迫趨勢一致，表明該基因在二倍體、四倍體水稻對鹽堿脅迫的應(yīng)激反應(yīng)中發(fā)揮了相反的作用；而鹽脅迫條件下OsbZIP61基因表達(dá)量的變化趨勢與OsbZIP49基因相反，在堿脅迫條件下二倍體、四倍體水稻中均極顯著提高，推測該基因在水稻對鹽堿脅迫的應(yīng)激反應(yīng)中發(fā)揮的作用可能與OsbZIP49基因不同，有待進(jìn)一步研究。

研究發(fā)現(xiàn)，OsJAMYB基因與茉莉酸介導(dǎo)的非生物脅迫途徑相關(guān)，在水稻苗期，高鹽脅迫能誘導(dǎo)OsJAMYB基因的表達(dá)，進(jìn)而激活一些防御相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)[31]。本研究發(fā)現(xiàn)，二倍體、四倍體水稻中OsMYB4和OsJAMYB基因在鹽脅迫條件下的表達(dá)量均高于對照組，且OsJAMYB基因的表達(dá)量差異在二倍體、四倍體水稻中均達(dá)到極顯著水平；在堿脅迫條件下，OsJAMYB基因變化規(guī)律與鹽脅迫一致，但OsMYB4基因表達(dá)量無極顯著差異，表明OsJAMYB基因在鹽堿脅迫條件下可能均發(fā)揮功能，而OsMYB4基因可能僅在鹽脅迫條件下發(fā)揮功能。另外，二倍體、四倍體水稻中OsMYB63基因的表達(dá)量被鹽脅迫極顯著抑制，且對四倍體水稻的抑制程度更高，在堿脅迫條件下無極顯著差異，表明該基因可能僅負(fù)調(diào)控水稻耐鹽性。研究發(fā)現(xiàn)，OsMYB60[32]和CSA[33]基因可以通過調(diào)控水稻表皮角質(zhì)蠟的生物合成和ABA（脫落酸）穩(wěn)態(tài)正向調(diào)控水稻幼苗對非生物脅迫的耐受性。但在本研究中，OsMYB60基因表達(dá)量在鹽堿脅迫條件下均無極顯著差異，推測該基因可能在水稻對鹽堿脅迫的響應(yīng)中不發(fā)揮功能；而二倍體水稻中CSA基因的表達(dá)受鹽堿脅迫極顯著抑制，四倍體水稻中CSA基因表達(dá)量在鹽脅迫條件下極顯著提高，在堿脅迫條件下均極顯著下降，表明二倍體、四倍體水稻CSA基因?qū)}脅迫的應(yīng)激反應(yīng)不同。研究發(fā)現(xiàn)，OsMYB48-1[34-35]基因受高鹽脅迫誘導(dǎo)表達(dá)，超表達(dá)OsMYB48-1基因增強(qiáng)了轉(zhuǎn)基因水稻植株對ABA 的敏感性，從而提高了水稻耐鹽性。但在本研究中，二倍體、四倍體水稻中OsMYB48基因的表達(dá)均被鹽脅迫抑制并達(dá)到極顯著水平，在堿脅迫條件下無極顯著差異，說明鹽脅迫會抑制該基因的表達(dá)，這與前人[34-35]研究結(jié)果不一致，推測可能是本試驗(yàn)材料中OsMYB48基因可能是OsMYB48-1基因的另一等位基因，它們在水稻對鹽堿脅迫的響應(yīng)中發(fā)揮了不同的作用。

研究發(fā)現(xiàn)，OsWRKY8、OsWRKY11、OsWRKY24、OsWRKY45和OsWRKY72基因參與調(diào)節(jié)水稻對滲透脅迫、非生物脅迫的應(yīng)答[36-40]。在本研究中，OsWRKY8、OsWRKY11、OsWRKY24、OsWRKY70和OsWRKY72基因在二倍體、四倍體水稻中的表達(dá)量受鹽脅迫誘導(dǎo)上調(diào)但未達(dá)到極顯著水平，OsWRKY1基因的變化趨勢與之類似，推測在二倍體、四倍體水稻對鹽脅迫的響應(yīng)中OsWRKY1基因與它們發(fā)揮了相同的功能。四倍體水稻中OsWRKY5、OsWRKY19、OsWRKY21、OsWRKY28和OsWRKY76基因表達(dá)量極顯著下降，與OsWRKY45基因變化趨勢一致，推測可能在四倍體水稻抗鹽應(yīng)激反應(yīng)中發(fā)揮了一定功能。OsWRKY76基因在水稻萌發(fā)過程中對耐堿性可能起負(fù)調(diào)控作用[41]。在堿脅迫條件下，四倍 體 水 稻 中OsWRKY8、OsWRKY45、OsWRKY70和OsWRKY72基因表達(dá)量均極顯著下降，與OsWRKY76基因變化趨勢一致，表明這4 個基因可能與OsWRKY76基因發(fā)揮了一樣的功能，并且OsWRKY8、OsWRKY45、OsWRKY72和OsWRKY76基因表達(dá)量在四倍體水稻中均極顯著下降，在二倍體水稻中均極顯著提高，推測它們對堿脅迫的應(yīng)答機(jī)制相反。綜上，本研究中四倍體水稻中多數(shù)WRKY 基因的表達(dá)均被鹽堿脅迫抑制，所以四倍體水稻W(wǎng)RKY 基因?qū)}堿脅迫的響應(yīng)機(jī)制有待于進(jìn)一步探索。

研究發(fā)現(xiàn)，OsDREB1A和OsDREB1C基因參與調(diào)控植物對冷脅迫的耐受性[42]。本研究中，OsDREB1A和OsDREB1C基因在鹽脅迫條件下二倍體、四倍體水稻中和堿脅迫條件下二倍體水稻中的表達(dá)均被誘導(dǎo)且達(dá)到極顯著水平，推測OsDREB1A和OsDREB1C基因可能在多種非生物脅迫的響應(yīng)中存在冗余功能。過表達(dá)OsEREBP1基因能提升水稻生物和非生物脅迫的耐受性[43]。在本研究中，堿脅迫條件下四倍體水稻中OsEREBP1基因表達(dá)量極顯著提高，表明OsEREBP1基因在四倍體水稻應(yīng)對堿脅迫中發(fā)揮了一定作用。OsEREBP2[44]和OsERF922[45]基因分別是鹽脅迫的正、負(fù)調(diào)控因子，它們的表達(dá)受鹽脅迫強(qiáng)烈誘導(dǎo)。本研究中，OsEREBP2和OsERF922基因表達(dá)量在鹽脅迫條件下二倍體水稻中極顯著提高。在四倍體水稻中雖提高但未達(dá)到極顯著水平。堿脅迫條件下，二倍體水稻OsEREBP2基因表達(dá)量極顯著提高，OsERF922基因無極顯著差異；但在四倍體水稻中OsEREBP2基因表達(dá)量下降但未達(dá)到極顯著水平，而OsERF922基因表達(dá)量極顯著提高。推測OsEREBP2和OsERF922基因可能也參與了堿脅迫應(yīng)答，但響應(yīng)機(jī)制尚不明確。此外，OsWR1[46]基因主要在水稻葉片中表達(dá)，且受干旱、ABA 和鹽脅迫的誘導(dǎo)。本研究中，二倍體、四倍體水稻中OsWR1基因的表達(dá)均被鹽脅迫誘導(dǎo)，在四倍體水稻中達(dá)到極顯著水平，提高幅度大于二倍體水稻，在堿脅迫條件下無極顯著差異，說明四倍體水稻中OsWR1基因的表達(dá)只受鹽脅迫誘導(dǎo)。對于OsDREB41和OsAP211基因，它們的表達(dá)在二倍體水稻中均被鹽脅迫抑制，在四倍體水稻中則均被極顯著誘導(dǎo)，而在堿脅迫條件下無極顯著差異，表明OsDREB41和OsAP211基因可能只在鹽脅迫中發(fā)揮功能。

綜上所述，在鹽堿脅迫條件下，本研究中所選的轉(zhuǎn)錄因子家族基因在二倍體、四倍體水稻中的表達(dá)模式是不同的，主要體現(xiàn)在表達(dá)程度以及表達(dá)趨勢上，可能是因?yàn)椋弘m然bZIP、MYB、WRKY 和AP2/ERF 基因均與非生物脅迫相關(guān)，但它們在鹽堿脅迫響應(yīng)過程中扮演角色的重要性不同[47]；另外，轉(zhuǎn)錄因子可能不通過單一基因直接調(diào)控水稻耐鹽堿性，而是通過多基因協(xié)同或拮抗機(jī)制形成一個復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而通過基因的多重表達(dá)來抵御鹽堿脅迫[48]。本研究中，在無脅迫條件下，四倍體水稻中一些轉(zhuǎn)錄因子基因表達(dá)量極顯著高于二倍體，如OsbZIP49、OsMYB4、OsJAMYB、OsWRKY1和OsDREB1A基因等；在受到鹽堿脅迫后，二倍體、四倍體水稻中的多數(shù)轉(zhuǎn)錄因子基因被脅迫極顯著誘導(dǎo)表達(dá)，且在四倍體水稻中提高或下降程度更高，如OsbZIP05、OsbZIP12、OsJAMYB、OsMYB48基 因等；四倍體水稻中也有少數(shù)轉(zhuǎn)錄因子基因在受到鹽堿脅迫后表達(dá)趨勢與二倍體水稻完全相反，如OsbZIP49、OsWRKY8、OsWRKY45、OsWRKY76和OsDREB1A基因等。導(dǎo)致這些現(xiàn)象的原因可能是染色體加倍致使一些基因劑量加倍，使二倍體、四倍體水稻在正常條件下基因的表達(dá)產(chǎn)生明顯差異。在脅迫條件下，由于在多倍體基因組中，多數(shù)重復(fù)基因仍保持著與二倍體基因組中相似或相同的功能，染色體加倍帶來基因劑量效應(yīng)的優(yōu)勢被突顯，進(jìn)而使四倍體水稻中脅迫相關(guān)基因增量響應(yīng)，提高基因的表達(dá)程度，增強(qiáng)四倍體水稻的抗性[49]；并且染色體加倍后的四倍體水稻中部分基因可能觸發(fā)了RNAi 機(jī)制，導(dǎo)致四倍體水稻中一些轉(zhuǎn)錄因子基因的表達(dá)量在正常條件下極顯著低于二倍體水稻，并且在脅迫前后二倍體、四倍體水稻中出現(xiàn)相反的趨勢。此外，染色體加倍過程中會發(fā)生不同程度的染色體結(jié)構(gòu)變異，包括染色體的倒位、異位、缺失、重復(fù)和變異，進(jìn)而使重復(fù)基因發(fā)生突變、沉默和重組，甚至產(chǎn)生與原基因功能完全不同的新基因[50]。本研究為解析多倍體水稻中bZIP、MYB、AP2/ERF 和WRKY基因的耐鹽堿機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。