盐胁迫是影响植物生长、发育和繁殖的重要因素之一,对受影响地区的经济可持续性、粮食安全以及不可替代的生物多样性有着深远的影响。因此,对于植物耐盐的分子和生理机制的全面理解不仅可以帮助我们揭开植物适应环境的分子机制,还有助于耐盐作物的培育。我们通过二代转录组测序技术(RNA-Seq)研究了在两种盐浓度(150mM、300mM)处理下胡杨幼苗的四个组织(叶片、韧皮部、木质部和根部)中基因的表达模式,主要研究结果如下:我们总共得到了109.3百万个,125bp的clean reads,并分别在叶片、韧皮部、木质部和根部鉴定了6428、4797、2335和3558个差异表达基因。在盐处理下差异表达基因的表达具有组织特异性。在叶片中,组织特异的差异表达基因的功能主要富集在“催化活性”、“钠离子跨膜运输蛋白活动”和“次级活跃的跨膜运输蛋白活动”上;在韧皮部中主要富集在“结构分子的活动”、“高分子配合物”和“包含磷酸盐混合物的代谢过程”上;在木质部中主要富集在“含氮化合物的运输”、“寡肽的运输”和“肽的运输”上;在根中则主要富集在“氧化还原酶活性”、“电子载体的活动”和“氧化还原过程”上。通过对组织特异的差异表达基因的研究我们发现,一些基因家族,例如SOS、NHX、GolS、GPX、APX、RBOHF和CBL的表达模式和功能在组织间是有差异的,这表明钙离子信号通路,活性氧(ROS)和SOS相关基因在胡杨各组织调节离子平衡的过程中起到了重要作用。例如在盐胁迫下表达量上调的抗氧化基因,可以进行ROS清除,从而减少钠离子在根部和木质部汁液中的积累,而下调的rbohF基因则起到相反的作用。这些研究结果表明胡杨中差异表达基因表达模式的多样性维持了离子平衡和活性氧稳态并提升了植物的耐盐性。此外,我们还鉴定了差异表达的转录因子,包括98个MYB,96个ERF和60个NAC,它们都是在植物响应非生物胁迫中起到重要作用的转录因子。它们在四个组织中的差异表达情况表明这些转录因子在各组织对抗盐胁迫的调节通路中发挥了不同的作用。我们对于胡杨幼苗响应盐胁迫的全面研究,为植物响应非生物逆境的研究提供了重要的遗传数据。