盐胁迫抑制农作物生长与发育,对农业生产造成了极大的影响。甘薯(Ipomoea batatas(L.)Lam.)属于旋花科番薯属植物,是世界第七大农作物,也是我国第四大农作物,具有重要经济价值。目前对于甘薯耐盐性的认识并不深入,有待进一步研究。在植物适应环境的过程中,脂质重塑在其中扮演了重要的角色,但是脂质重塑和脂质代谢物在调控甘薯耐盐性中的作用仍不清楚。因此,深入研究不同耐盐性甘薯幼苗在盐胁迫下脂质代谢差异对理解甘薯品种间耐盐性差异的形成具有重要意义,同时也为培育耐盐甘薯新品种奠定了一定的理论基础。本研究以徐薯22(较耐盐)和徐薯32为材料,利用非靶标脂质组学技术测定了盐胁迫下两个甘薯品种幼苗根叶组织脂质组的变化情况,并根据脂质组学实验结果,采用外源施加脂质代谢物的方式和药理学方式探究了磷脂酰丝氨酸(PS)和三酰甘油(TG)在调控甘薯叶片盐胁迫响应中的作用,得到以下结果和结论:(1)盐胁迫对甘薯脂质代谢的影响:脂质组学数据的PCA分析结果显示,盐胁迫处理7天后(200 m M Na Cl)徐薯22和徐薯32叶片组织脂质代谢物成分与对照相比数据分散,表明两个甘薯品种之间均具有较明显差异,而根组织脂质组数据集中,则说明根组织脂质组则未发生较大的差异变化。盐胁迫下甘薯叶片磷脂(包括磷脂酸(PA)、磷脂酰乙醇胺(PE)、磷脂酰肌醇(PI)、磷脂酰胆碱(PC)和磷脂酰甘油(PG)相对含量均明显下降,但徐薯22叶片磷脂含量明显高于徐薯32。徐薯22叶片在盐胁迫下能够维持较高丰度的二酰甘油(DG)、单半乳糖甘油二酯(MGDG)和固醇类脂质代谢物的丰度。盐胁迫后徐薯22叶片中PS含量显著升高(多为含有超长链多不饱和脂肪酸的PS分子种,如PS(20:5/22:6)),而徐薯32叶片PS含量显著下降。此外,与徐薯32相比,盐胁迫下徐薯22根叶组织中均积累较少的TG。q RT-PCR结果显示徐薯22叶片中PS合成酶(PSS1)基因受盐胁迫诱导明显上调,而徐薯22根叶组织中三酰甘油脂肪酶(SDP1)基因表达水平也受盐胁迫诱导明显上调。(2)外源PS对徐薯32耐盐性的影响:离体叶片实验结果显示,外源施加植物源PS和动物源PS均能够明显延缓和抑制盐胁迫诱导徐薯32离体叶片的衰老,但效果以植物源PS较好。外源PS(植物源)明显改善徐薯32离体叶片在盐胁迫下的生理状态,如提高叶绿素含量、降低细胞膜透性和膜脂过氧化水平、抑制活性氧的积累、提高K~+/Na~+稳态平衡等。非损伤微测实验结果显示,外源PS(植物源)能够有效抑制瞬时盐胁迫诱导徐薯32叶肉细胞K~+外流,同时促进了盐胁迫诱导的H~+外流。无论是对照还是盐处理条件下,外源PS(植物源)处理后徐薯32叶片质膜H~+-ATPase活性和基因表达水平(PHA1)均显著提高。(3)DMP对徐薯22离体叶片盐耐受性的影响:利用TG分解的抑制剂磷酸甲基二苯基脂(Methylphosphonic acid diphenylester,DMP)处理徐薯22离体叶片,发现徐薯22离体叶片在盐胁迫下的生理状态有所改变。这些变化包括叶绿素含量降低、细胞膜透性和膜脂过氧化程度升高、活性氧积累加剧、K~+含量降低、Na~+含量升高以及K~+/Na~+稳态平衡遭到破坏。此外,细胞内能量水平(ATP含量)和质膜H~+-ATPase活性也显著降低。这些实验结果说明TG在甘薯叶片盐胁迫响应中起到了重要作用,有可能是能量代谢中重要的一环。以上实验结果揭示了盐胁迫下徐薯22和徐薯32根叶组织脂质代谢物改变情况,并通过外源添加脂质代谢物和通过药理学实验抑制脂质代谢途径的方式证明了PS和TG在甘薯盐胁迫响应及盐耐受性调控中具有重要作用。本研究为理解栽培种甘薯耐盐性差异的生理及分子机制提供了新证据,也为培育耐盐甘薯新材料奠定了一定的理论基础。