土壤盐渍化是影响农作物生产和生态环境的主要因素之一,小黑杨(Populus simonii×P.nigra)是小叶杨(P simonii)与欧洲黑杨(P.nigra)的杂交种,具有轻度耐盐能力,广泛应用于绿化和造林。植物根是感知盐胁迫信号的首要部位,研究小黑杨根的盐胁迫应答机制具有重要意义。本研究以小黑杨根作为研究材料,利用形态学、生理学与定量蛋白质组学技术研究不同NaCl胁迫下小黑杨根的胁迫应答机制。发现NaCl胁迫导致小黑杨根的膜透性受损伤、渗透保护物质(脯氨酸、甜菜碱和可溶性糖)积累、抗氧化物酶活性增加。同时定量蛋白质组学研究发现在盐胁迫应答的小黑杨根中有75种蛋白质丰度变化,这些蛋白质主要参与信号转导、胁迫与防御、膜与转运、糖与能量代谢、以及蛋白质合成、加工与降解过程。通过整合生理学与蛋白质组学研究结果,我们初步发现了小黑杨根应答NaCl胁迫的策略与机制,主要包括:1)在NaCl胁迫下,根据小黑杨形态变化和相对含水量降低显示小黑杨根的生长受到抑制,且随着胁迫强度的增加,抑制作用更加明显;(2)小黑杨根启动超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、抗坏血酸-谷胱甘肽循环、谷胱甘肽过氧化物酶/谷胱甘肽硫转移酶及过氧化物酶途径清除活性氧自由基,降低NaCl胁迫引发的氧化损伤;(3)小黑杨根通过脯氨酸、甜菜碱和可溶性糖三种渗透保护物质不同程度积累来维持细胞内外的渗透平衡;(4)小黑杨根中液泡型ATPase亚基B2丰度在150 mM NaCl胁迫下下降,一定程度抑制了 Na+的外排;(5)小黑杨根中参与泛素/26S蛋白酶体降解途径的E3泛素蛋白连接酶UPL4与蛋白酶体α亚基3在150 mM NaCl胁迫下丰度下降,表明小黑杨根中的蛋白质降解过程受到150 mM NaCl胁迫的抑制。这些研究结果为我们深入研究小黑杨盐胁迫应答与代谢调控机制提供了重要信息。