盐胁迫是影响作物生长发育和产量的主要非生物胁迫之一,是目前制约农业生产的一个全球性问题。种子萌发期作为影响作物在盐逆境下生长发育的关键性时期,种子萌发期的耐盐性机理研究具有更重要的研究意义。本研究前期发现在种子萌发期,拟南芥脲酶的缺失突变体能够提高植物在种子萌发期对盐胁迫的耐受性,可能是由尿素代谢途径中脲酶催化尿素生成少量的NH₄⁺,从而缓解了由高盐胁迫产生的毒害作用。谷氨酰胺合成酶（GS）作为氮素代谢途径中最终同化NH₄⁺的关键酶,本研究为了进一步探讨种子萌发期氮素代谢与植物耐盐性之间的关系,开展拟南芥谷氨酰胺合成酶（AtGS1.1）基因在种子萌发期与盐胁迫的应答分析。研究结果发现:AtGS1.1基因在野生型拟南芥的各个部位均有表达,且在种荚中表达量最高;此外,AtGS1.1基因在种子萌发期受NaCl及NH4Cl胁迫诱导上调表达。分析AtGS1.1基因过量表达、AtGS1.1基因缺失突变体（atgs1.1）及野生型拟南芥（WT）在盐胁迫下的应答,研究结果发现:过量表达AtGS1.1基因与WT和atgs1.1植株相比在种子萌发期对盐胁迫的抗性明显增强;向1/2MS培养基中添加过量的NH4Cl处理,AtGS1.1过表达拟南芥的长势要明显优于WT和atgs1.1。进一步分析GS酶活性与NH₄⁺含量的结果显示,在种子萌发期,盐胁迫下AtGS1.1过表达拟南芥的根部和子叶中的GS酶活性显著高于WT和atgs1.1;而AtGS1.1过表达拟南芥的根部和子叶中的NH₄⁺含量要显著低于WT和atgs1.1。此外,通过向NaCl胁迫培养基中添加两种不同类型的谷氨酰胺合成酶抑制剂（L-methionine sulfoximine,MSX;Glufosinate ammonium）处理WT种子,随着添加抑制剂浓度的不断增加,显著抑制了盐胁迫WT种子的萌发。以上的这些研究结果暗示,通过增强氮素代谢途径中GS酶的活性,促进NH₄⁺的同化来降低植物体内NH₄⁺的过量积累,从而提高植物在种子萌发期对盐胁迫的耐受性,这为提高盐胁迫下的作物育种提供科学的理论基础。