土壤盐渍化是全球范围内影响植物生长、粮食产量和耕地使用面积的重要因素之一。盐胁迫影响植物生长发育的各个时期，从种子萌发，营养生长到生殖生长。虽然在长期的进化过程中产生了一系列的盐响应机制直接或间接对自身在胁迫条件下产生保护，但毕竟大多数植物应对高盐胁迫的能力有限，而且土壤盐渍化程度有逐年增加的趋势，因此耐盐机理的阐述以及提高植物耐盐性策略的探寻具有重要的理论和实践意义。植物首先曝露在短暂的非致死的胁迫条件下一段时间，当再遇到更强的胁迫时，植株的耐逆性增强，这个过程称为驯化作用。在自然界中，瞬时高强度的胁迫情况很少发生，大多数胁迫都是渐进式的，这种渐进式本身就是驯化的过程。尽管驯化对耐逆方面的研究和农业的实际生产非常重要，但是其相关的分子机制仍然不是很清楚。近年来，关于驯化方面的研究已取得一些进展，如抗病驯化、冷驯化、热驯化、盐驯化等等，但具体的驯化遗传分子机制的研究并不是很多。本文通过设计有效的盐驯化方案，以模式植物拟南芥为研究材料，在盐驯化处理和对照中选取不同处理时间点取材进行转录组测序，以探究盐驯化过程的分子机制。同时通过观察突变体在盐驯化过程中的表型变化，推断该突变基因是否参与盐驯化的过程。本文为研究盐驯化在耐盐机制中的重要作用提供了一些线索，具体结果如下：1、盐驯化的具体实验方案是：处理组是将在1/2MS培养基上生长7d的拟南芥幼苗，经过50mM NaCl预处理48h之后转移到含200mM NaCl的培养基上培养；对照组是7d幼苗转移到1/2MS上48h之后（与50mM NaCl预处理组形成对照）再转移到含200mM NaCl的培养基上。结果发现经过预处理幼苗的白化速度明显减慢，耐盐性明显提高，且至少比没经过驯化的多存活13d以上。2、为了进一步研究盐驯化的分子机制，分别对7d大小的拟南芥幼苗进行如下处理：未处理，50mM NaCl处理48h（SA），50mM NaCl预处理48h之后转移到200mM NaCl处理12h（SASS），在1/2MS生长48h后直接转移到200mM NaCl处理12h（NASS），然后在此四个时间点取材进行转录组测序分析。测序数据显示：盐驯化处理48h（SA）与未做处理的对照相比，有518个差异表达基因（DEGs），其中366个表现为上调，152表现为下调。上调的基因主要参与的生物学过程包括细胞壁的重塑、渗透调节、氧化胁迫、转录调节等。7个木质素合成相关的基因和约24个细胞壁相关蛋白包含在差异表达基因中，说明细胞壁的重塑在盐驯化过程中起到非常重要的作用。驯化后盐胁迫（SASS）与非驯化后盐胁迫（NASS）条件下的转录组数据比较发现245个差异表达的基因。有趣的是其中仅有17个基因在驯化后盐胁迫条件下表现为上调，其中8个为细胞壁相关蛋白。228个受驯化后盐胁迫的抑制，其中95个基因在驯化后和非驯化盐胁迫条件下都被诱导表达，但在驯化后盐胁条件下上调的幅度小，即与非驯化后盐胁迫条件相比受到抑制，这涉及到参与乙烯合成途径基因，如乙烯合成的限速酶ACS2，ACS6，ACS7和ACS8包含于其中。根据实验数据推测，经过盐驯化之后，第二次盐胁迫可能抑制乙烯的合成，有利于减缓植株衰老和提高植物耐盐性。3、MAPK6是乙烯信号途径中的重要组成成分，通过磷酸化ACSs调控乙烯的合成。将突变体mapk6和mapk3进行盐驯化处理，发现mapk6突变体丧失了盐驯化应答能力，即经过盐驯化后的mapk6突变体在200mM NaCl上莲座叶表现为白化，耐盐性没有提高，而mapk3突变体表型与野生型一致。进一步在mapk6突变体背景下过量表达MAPK6发现转基因株系盐驯化后的耐盐能力基本达到野生型水平，表明MAPK6在盐驯化过程中起到重要的作用。而在RNA-seq测序数据中，MAPK6的表达量在盐驯化前后并没有发生太大变化，说明其可能在转录后水平上参与盐驯化过程调控。4、根据Katori等（2010）对350个拟南芥不同生态型盐驯化得到的结论：获得耐盐性是由位于5号染色体上At5g-102和nga129分子标记间约18.5Mbp区间内的某个单基因控制的。我们在该区间内选取了分别编码蛋白质精氨酸甲基转移酶（ATPRMT4A，AT5G49020）和DNA甲基转移酶（MET1，AT5G49160）的两个基因，并订购这两个基因的T-DNA插入突变体（prmt4a-1，prmt4a-2，met1-3和met1-7）用于研究这两个基因是否参与盐驯化过程。经基因型检测，仅得到基因prmt4a-1和prmt4a-2的纯合子，并对其进行盐驯化实验，发现它们的表型与野生型一致，表明该基因在盐驯化过程中不起作用。盐驯化是受复杂的网络调控，有很多基因和信号途径参与其中，通过对盐驯化的转录组数据分析发现：细胞壁的重塑和乙烯信号途径在拟南芥盐驯化过程中起到一定的作用。通过突变体表型分析MAPKs参与到盐驯化过程中。转录组数据分析和突变体在盐驯化过程中的表型变化，为盐驯化的遗传分子机制的探索研究提供的一定的基础，为耐盐机制的研究提供了有价值的线索。本实验论文另一部分工作是定位从拟南芥（生态型为Col）T-DNA突变体库中筛选到的低钾敏感（黄化）突变体。具体的实验结果如下：1、该突变体前期研究发现其具有低钾敏感的表型。对其进行Tail-PCR，发现T-DNA插入位点位于基因间隔区，其附近有连续三个编码铜胺氧化酶的基因，对三个基因的突变体表型分析发现低钾敏感表型并不是此T-DNA插入造成的。2、随后对突变体进行杂交和图位克隆。由于后来在低钾条件下突变体表型重复性差，很难区分分离群体中突变体与非突变体，故对低钾敏感表型定位无法进行。但分离群体中的黄化表型很明显，且经过遗传分析发现，是单基因隐性突变。利用图位克隆的方法进行粗定位和精细定位，突变体位点被锁定在第2号染色体分子标记7.16M-T24I21（7.28M）之间。有31个基因在此区间内，选择其中与叶绿体相关几个基因进行基因组PCR，分析有没有T-DNA插入或者T-DNA跳走留下的片段或带走片段。结果发现：AT2G16630的基因全部和AT2G16640的基因大部分片段缺失。3、AT2g16640编码叶绿体外膜蛋白TOC132，其Col背景突变体表型与本实验筛选到的黄化突变体的表型一致，已经被报道研究。通过对分离群体中的黄化突变体进行不同浓度蔗糖和过氧化氢处理发现，黄化突变体根生长明显受到抑制。本文主要创新点：1、盐驯化实验确定了50mM NaCl有效的盐驯化浓度，此浓度能有效地提高拟南芥在高盐胁迫条件下的抗盐能力，首次建立了盐驯化实验体系。2、进行了盐驯化耐盐机制的研究，丰富了植物耐盐机理的研究内容。3、通过转录组测序发现了许多与盐驯化相关的基因，并推测细胞壁的重塑和乙烯信号途径在盐驯化过程中起到重要的作用。