土壤盐碱化是限制农业生产的主要因素之一,如何提高作物的耐盐性来缓解盐碱土壤对作物产量的限制一直是农业领域需要解决的重大问题,解析植物的耐盐机制也成为植物分子生物学领域的研究热点。翅碱蓬(Suaeda heteroptera)为藜科(Chenopodiaceae)碱蓬属(Suaeda)一年生聚盐性耐盐草本植物,多生长于滨海湿地、湖边、荒漠以及其他盐碱地区,是一种典型的盐碱土壤指示植物。作为“先锋植物”,翅碱蓬可作为模式生物用于植物耐盐、抗逆机制的研究,还可作为修复植物用于受污染滨海湿地的生态恢复。目前,有关翅碱蓬的研究主要集中在生理生化方面,有关其耐盐的分子机制研究还处在初步阶段,高通量测序技术的发展使得深入研究翅碱蓬的耐盐分子机制成为可能。本研究以滨海湿地先锋植物翅碱蓬为研究对象,通过高通量测序技术研究了高盐胁迫下翅碱蓬的转录组变化,从代谢通路水平探讨了翅碱蓬响应盐胁迫的分子机制。主要研究结果如下:1.通过设置多组NaCl浓度梯度进行筛选,最终确定翅碱蓬植株的盐胁迫处理浓度。2.与正常条件下生长翅碱蓬植株相比,经过盐胁迫处理后,翅碱蓬植株的叶绿素和花青素含量均有明显降低,其中叶绿素含量减少19.84%,花青素含量减少9.91%。3.翅碱蓬植株转录组测序共获得12.94 Gb数据,转录本147176个,平均长度为695bp,经过拼接得到84545个unigene,平均长度为590 bp。4.将测序得到unigenes与Nr,Nt,Pfam,KOG,Swiss-prot,KEGG,GO七大数据库的进行基因功能注释,有53.43%的unigenes在以上7个数据库中至少1个数据库注释成功,有5.89%的unigenes在7个数据库中全部注释成功。5.对翅碱蓬转录组数据进行差异表达基因的GO富集分析,发现在生物学过程分类下的碳水化合物代谢过程中,有多个基因发生上调或下调;在分子功能分类下的水解酶活性,水解O-糖基化合物、水解酶活性,作用于糖基键中有多个基因发生上调或下调;此外,在光合系统II中的光合电子传递下有多个基因发生上调;在转移糖基和水解酶活性中有多个基因发生下调。6.对翅碱蓬转录组数据进行差异表达基因的KEGG富集分析,发生显著富集的过程有:光合作用、植物激素信号转导通路、氮代谢、淀粉和蔗糖代谢、苯丙素生物合成,丙氨酸,天门冬氨酸和谷氨酸代谢、天冬氨酸和谷氨酸代谢、倍半萜类和三萜类生物合成、氨基糖和核苷酸糖代谢、半胱氨酸和蛋氨酸代谢、亚油酸代谢、氰氨基酸代谢、α-亚麻酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢以及氧化磷酸化等通路。这说明在高盐胁迫下,翅碱蓬体内的光合作用信号通路、激素信号转导通路、淀粉和蔗糖代谢通路等都参与了胁迫响应。其中被注释到光合作用代谢所在的KEGG通路的差异表达基因包含发生上调的光系统II P 680反应中心的D1蛋白和光系统II叶绿素载脂蛋白CP 43以及发生下调的质体蓝素基因。被注释到植物激素信号转导代谢所在的KEGG通路的有下调基因有EIN 3结合F盒蛋白编码基因和木糖葡聚糖:糖基转移酶TCH 4编码基因。被注释到氮代谢所在通路的包含发生下调的谷氨酸合成酶编码基因(NADPH/NADH)。被注释到蔗糖及海藻糖代谢所在的KEGG通路差异表达基因包含发生上调的β-葡萄糖苷酶,β-淀粉酶以及发生下调的海藻糖6-磷酸磷酸酶基因。被注苯丙基类生物合成代谢的KEGG通路的差异表达基因包含发生上调的β-葡萄糖苷酶编码基因以及发生下调的过氧化物酶编码基因。被注释到丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢合成的KEGG通路的下调基因包括天冬酰胺合成酶(谷氨酰胺水解)和谷氨酸合成酶(NADPH/NADH)编码基因。本研究所得结果可以丰富盐生植物的盐胁迫响应机制数据库,为研究翅碱蓬的耐盐分子机制提供理论依据和数据支持。