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这篇研究由Diaa Abd El-Moneim等人完成，他们分别来自埃及阿里什大学环境与农业科学学院植物生产系（遗传学分支）、沙特阿拉伯塔伊夫大学生物技术系、沙特阿拉伯吉达大学生物学系等机构。该研究发表在《Plants》期刊上，时间为2021年12月。
藜麦（Chenopodium quinoa Willd.）是一种能够在多种非生物胁迫下生长的作物，尤其是盐胁迫。本研究旨在探讨不同藜麦基因型在盐胁迫下的耐盐机制，并评估其遗传多样性。研究背景包括全球气候变化和短视农业实践导致土壤盐碱化问题加剧，以及藜麦作为适应性强的作物在全球范围内的关注度提升。通过ISSR（Inter Simple Sequence Repeats）和SCoT（Start Codon Targeted）分子标记、相对基因表达分析及形态生理变化，研究团队希望揭示藜麦在盐胁迫下的适应机制，并为育种计划提供参考信息。
研究主要包括以下几个步骤： 1. 实验设计与材料准备：研究选择了五个藜麦基因型（M-28、Q-37、S-10、Regeolone-3、Line-6），在四种不同的盐浓度（对照组60 mM NaCl、80 mM、120 mM 和 160 mM NaCl）条件下进行实验。实验在埃及北西奈阿里什大学环境农业科学院的遮荫房中进行，持续两个冬季季节（2016/2017和2017/2018）。每种基因型种植在20个花盆中，每个花盆种植10粒种子，共设3次重复。 2. 分子标记分析：使用CTAB缓冲液提取DNA，采用Nanodrop测定浓度。利用10对ISSR和SCoT引物进行扩增，PCR反应混合物包含Master Mix、引物和基因组DNA，最终体积为20 µL。扩增产物在1.5%琼脂糖凝胶上分离，仅考虑清晰、明确且可重复的条带。数据评分采用存在（1）或缺失（0）的方式记录。 3. 蛋白质分析：从叶片中提取蛋白质，使用Bradford法测定浓度。SDS-PAGE（Sodium Dodecyl Sulphate–Polyacrylamide Gel Electrophoresis）在15%聚丙烯酰胺凝胶上进行，记录各基因型的电泳图谱。 4. 基因表达分析：选择M-28和Line-6两个基因型进行基因表达分析，采用实时PCR检测CqSOS1和CqNHX1基因的表达水平。总RNA使用Trizol试剂提取，mRNA水平使用SYBR Green PCR Master Mix和ABI Prism 7700序列检测系统进行定量。
主要结果如下： 1. 遗传多样性分析：ISSR标记生成了176个总条带，其中160个为多态性条带，最高多态性百分比为90.91%。SCoT标记生成了156个总条带，其中133个为多态性条带，最高多态性百分比为85.26%。Line-6基因型产生了最多的正独特条带（28个片段），而M-28基因型产生了最多的负独特条带（16个片段）。 2. 蛋白质模式分析：记录了11个总蛋白条带，分子量范围为12至200 kDa，其中3个多态性条带是M-28基因型的独特特征条带。藜麦之间的多态性百分比为27.27%。 3. 形态生理特性分析：所有研究特性在60 mM NaCl处理下达到最高值，在160 mM NaCl处理下达到最低值，但钠（Na）和脯氨酸含量表现出相反的关系。M-28基因型在所有研究特性中表现最佳，而Line-6基因型表现最差。 4. 生化分析：M-28基因型在60 mM NaCl处理下表现出最高的K、P、N和蛋白质含量，而在160 mM NaCl处理下，Line-6基因型表现出最低的这些元素含量。此外，M-28基因型在160 mM NaCl处理下表现出最高的Na和脯氨酸含量。 5. 基因表达分析：CqSOS1基因在根和叶组织中的表达均下调，而CqNHX1基因在M-28基因型中的表达显著上调，尤其是在叶片中。
结论表明，M-28基因型是最耐盐的，而Line-6基因型是最敏感的。这项研究提供了关于藜麦耐盐机制的重要见解，具有重要的科学价值和应用潜力。研究结果可用于指导藜麦育种计划，提高边际土地的农业生产力和粮食安全。
研究亮点包括： 1. 高度多态性的ISSR和SCoT标记揭示了藜麦基因型间的显著遗传多样性。 2. M-28基因型在所有研究特性中表现最佳，显示出较强的耐盐能力。 3. CqNHX1基因在耐盐基因型中的高表达水平，揭示了其在盐胁迫响应中的重要作用。 4. 研究方法结合了分子标记、蛋白质分析和基因表达分析，提供了全面的评估手段。
其他有价值的内容包括详细的统计分析和主成分分析（PCA），进一步验证了研究结果的可靠性。