综合生理学、元素含量、转录组学以及加权基因共表达网络分析，揭示了槟榔（Areca catechu）对锌/铁缺乏胁迫的响应机制

《BMC Plant Biology》：Integrated physiological, element content, transcriptomic and weighted gene co-expression network analysis provide insights into the response mechanisms of Areca catechu to Zn/Fe deficiency stress

摘要

锌（Zn）和铁（Fe）缺乏是普遍存在的非生物胁迫因素，严重限制了热带作物的生产力和营养价值，包括具有经济重要性的Areca catechu（槟榔）。为了阐明槟榔对锌/铁缺乏的全面响应机制，我们进行了综合多组学分析。该研究结合了生理评估、元素分析、转录组测序以及加权基因共表达网络分析（WGCNA），对象是遭受长期（45天）锌/铁缺乏的幼苗。结果表明，这种长期胁迫显著改变了叶片的微观结构，降低了光合作用产生的碳（C）的吸收，并引发了组织特异性的补偿性积累：在锌缺乏的情况下，L3阶段的叶片会积累铁；而在铁缺乏的情况下，则会积累锌。转录组测序显示，苯丙素/黄酮类化合物的生物合成途径和木葡聚糖代谢途径在不同组织中的差异表达基因（DEGs）中显著富集。通过WGCNA分析，我们识别出与槟榔锌/铁缺乏相关的7个特异性应激模块和核心基因。这些结果表明，苯丙素/黄酮类化合物的代谢及木葡聚糖介导的细胞壁重塑在锌/铁缺乏适应中起着关键作用，同时发现的转运蛋白和转录因子（TFs）在A. catechu的锌/铁稳态调节中发挥着重要作用。我们的研究揭示了槟榔适应锌/铁缺乏的核心适应途径（苯丙素/黄酮类化合物和木葡聚糖代谢）及调控网络，为培育高营养效率的槟榔品种提供了遗传资源。