全球土壤盐碱化问题日益严峻,已经成为制约农作物生长发育的主要环境因子之一。在植物抗盐、抗碱与抗干旱等非生物胁迫中,根是最先做出响应的部位,研究根对各种胁迫的调控机制并筛选出其中的关键基因显得非常关键。作为盐碱地广泛种植的先锋作物之一,棉花为我们的生活提供了丰富的生活物资,包括天然纤维、植物蛋白和食用油。盐胁迫对棉纤维的产量和品质影响很大,与陆地棉相比,亚洲棉均具有较强的生物胁迫和非生物胁迫抗性。将亚洲棉耐盐的优异基因应用到四倍体栽培棉中去,对目前广泛种植的四倍体栽培棉遗传改良有重要意义。本研究通过对亚洲棉侧根根尖原生质体解离方法的探索和盐胁迫转录组数据的分析,对棉花根尖响应盐胁迫的分子机制进行了初步研究,主要研究结果如下:1.开发了适于单细胞转录组测序的亚洲棉根尖原生质体解离方法。通过比较不同根龄、酶解时长、真空处理时间及Na Cl浓度和胁迫处理时间等因素,发现获得高质量原生质体悬液的最佳条件如下:5日龄左右的亚洲棉（石系亚1号）幼苗,解离液组成为1.5%Cellulase R10、1%Pectolyase、0.4 mol/L D-甘露醇、0.1 mol/L KCl、0.08 mol/L MES、0.02 mol/L CaCl2和0.1%BSA的酶解液,正常生长和盐胁迫（100 m M Na Cl处理0.5 h、1 h和150 m M Na Cl处理0.5 h）下侧根根尖进行0.05 Mpa真空1 h、酶解约6 h的处理,可获得单细胞的浓度和活性均满足10×Genomics上机测序要求。在此基础上我们建立了一种适用于单细胞转录组测序的亚洲棉根尖原生质体解离方法的技术体系。2.基于原生质体解离体系的亚洲棉根尖响应盐胁迫的转录组分析。通过对亚洲棉石系亚1号在正常生长和盐胁迫（100 m M Na Cl处理0.5 h、1 h和150m M Na Cl处理0.5 h）处理下侧根根尖组织和解离后的原生质体悬液进行RNA-seq,在根尖组织和根尖原生质体盐胁迫处理前后的差异组合中,经过多重比对后挖掘到706个共同的DEGs（Differentially expressed genes）;经GO和KEGG功能注释分析,发现棉花根尖及其原生质体在盐胁迫后,多数DEGs富集在响应脱落酸、水分、几丁质、渗透胁迫等生物学过程,并参与到植物激素信号转导、MAPK、RNA转运等信号通路中,表明这些富集基因可能在植物应对盐胁迫的响应中发挥重要作用。3.棉花根尖响应盐胁迫关键功能基因和转录因子的筛选与鉴定。基于MAPK信号通路相关差异表达基因的注释信息,共发现7个DEGs参与棉花响应盐胁迫的脱落酸（ABA）信号转导,包括Ga04G2111（Os01g0656200）、Ga07G0142（ABI2）、Ga09G2061（Os01g0656200）、Ga10G0262（PP2CA）、Ga01G0063（SRK2E）和Ga08G1915（SAPK3）等6个上调表达的基因和一个下调表达的基因Ga06G1976（PYL6）。他们可解除磷酸酶PP2C对激酶Sn RK2活性的抑制,通过激活Sn RK1诱导植物的胁迫应答反应。同时鉴定到384个差异表达的转录因子,其中AP2/ERF-EFR在盐胁迫处理的棉花根尖组织和原生质体中比例最大,表明该类型转录因子在棉花根系响应盐胁迫的过程中发挥着重要作用。本研究通过对棉花根尖原生质体的解离方法的优化,构建了一种适于单细胞转录组测序的亚洲棉根尖原生质体的解离体系;对正常生长和盐胁迫处理的亚洲棉根尖组织和解离后的原生质体进行转录组测序,鉴别到大量参与棉花响应盐胁迫的差异表达基因、信号通路与转录因子等,这些结果为揭示植物根系响应盐胁迫的调控网络提供了理论基础,也为进一步挖掘棉花抗盐基因源进行遗传改良提供了材料基础。