大豆是一种重要的经济作物,是人类饮食中蛋白质和脂肪的重要来源,也是重要的畜禽饲料和工业原料。随着土壤盐碱化程度的加重,盐胁迫下大豆的生长和产量受到严重的制约。代谢组学是对生物体或细胞所有低分子量代谢产物种类、数量以及代谢途径进行研究的一门新学科,是研究植物学研究的理想平台。代谢组学是研究大豆耐盐性机理变化的最新平台。本研究试图揭示:研究大豆在中性盐和碱性盐胁迫下生长和根系的代谢组学的差异;探讨两种盐胁迫下野生大豆、半野生大豆和栽培大豆耐盐机理的差异。本研究以野大豆(辉南06116),半野生大豆和栽培大豆(吉农24)为实验材料。采用代谢组学中的气相色谱-质谱联用技术,分析了两种盐胁迫下三种基因型黄豆亚属植物幼苗根系的生长和代谢组学。主要的实验结果如下:(1)中性盐胁迫下有47种差异代谢物,其中,异亮氨酸、丝氨酸、L-别苏氨酸、谷氨酸、丙氨酸、天冬酰氨、天冬氨酸、十五烷酸、二十四烷酸、油酸、半乳糖、塔洛糖、D邛可拉伯糖醇、二羟基丙酮,3-羟基丁酸和葡萄糖醛酸在野生大豆幼苗根中明显增加,但是这些代谢物在半野生和栽培大豆下降。野大豆幼苗根系中氨基酸、脂肪酸、糖和有机酸的合成及抗氧化次生代谢显著增加。(2)碱性盐胁迫下,野大豆幼苗根系中显著积累且积累量高于半野生和栽培大豆的代谢物质有脯氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、L-别苏氨酸、异亮氨酸、丝氨酸、丙氨酸、花生酸、油酸、二十碳烯酸、延胡索酸、L-苹果酸、柠檬酸、丙二酸、葡萄糖酸、5-甲氧色胺、水杨酸和芴。我们的研究表明,碳代谢、氮代谢、三羧酸循环和抗氧化物次生代谢(尤其是酚类物质的代谢)是黄豆亚属幼苗根系抵抗盐胁迫的重要机制。两种盐胁迫下,这些代谢过程在野大豆,半野生大豆,栽培大豆中呈现出依次减弱的趋势。本研究阐述了大豆驯化过程中根系耐盐性变化的生理机制,并提出了耐盐大豆育种体系的定量参数,为大豆耐盐性的研究提供了新的见解,有利于合理利用和保护野生大豆资源。