土壤盐渍化和次生盐渍化已成为制约农林业和生态环境发展的主要因素之一。探索植物耐盐机制并寻求有效提高植物耐盐性的生物技术手段迫在眉睫。维持细胞内的离子平衡对植物适应高盐环境至关重要,增加Na+外排、减少K+流失是植物调控K+/Na+平衡应对盐胁迫的主要策略。植物对盐胁迫的响应是由复杂的信号网络调控,该网络主要由Ca2+、H2O2、NO、Eth（Ethylen,乙烯）和H2S等胁迫信使构成。近来研究表明,胞外ATP（Extracellular ATP,eATP）参与调控耐盐杨树——胡杨细胞的离子平衡。然而,eATP是否参与调控盐敏感杨树细胞以及组织器官的K+/Na+平衡仍然未知。此外,在高盐环境下,eATP与其它盐胁迫信号分子间的相互作用及其对杨树K+/Na+平衡的调控机制仍不清楚。本论文从细胞水平和器官水平探讨eATP对两种不同耐盐性杨树（耐盐性胡杨和盐敏感群众杨）K+/Na+平衡的调控作用。并以两种杨树根尖为模式系统,研究eATP与其它胁迫信号间的相互作用及其对K+/Na+平衡的调控机制。本文利用非损伤微测技术（Non-invasivemicro-testtechnology,NMT）研究了 eATP 对不同耐盐性杨树细胞和根尖Na+、H+和K+动态离子流的影响;同时利用杨树的根尖系统,从盐胁迫下Na+、K+离子流的动态变化探讨eATP与其它盐胁迫信号分子的相互作用。主要实验结果和结论如下:1.盐胁迫下eATP调控两种不同耐盐性杨树愈伤细胞和根尖K+/Na+平衡（1）在胡杨细胞与根尖中,NaCl（100 mM,0-24 h）处理增强了 Na+外流和相应的H+内流,然而这种现象在群众杨中不明显。盐胁迫下外源施加ATP（50 μM）增强了两种杨树细胞和根尖的Na+外流和H+内流,eATP的这种效应在盐敏感群众杨中更加显著。药理学实验结果显示,盐胁迫下ATP诱导的Na+外流和H+内流被阿米洛利（Na+/H+逆向转运蛋白抑制剂）和原钒酸钠（质膜H+-ATPase抑制剂）抑制,说明eATP诱导的Na+外排是由质膜（PM）上活化的Na+/H+逆向转运系统所介导。ATP的非水解类似物ATPyS（50 μM）,在促进Na+/H+逆向转运上具有与水解性ATP相似的作用,然而ATP的代谢产物ADP（50 μM）和AMP（50 μM）的作用与ATP和ATPγS截然不同。动物P2受体拮抗剂—PPADS和Suramin能阻断eATP信号对杨树细胞和根尖Na+平衡的调控作用。此外,盐胁迫下,LaCl3（Ca2+通道抑制剂）和DPI（质膜NADPH氧化酶抑制剂）均能抑制eATP所诱导的Na+外排。与以上各种抑制剂的效果不同,在胡杨和群众杨根尖中,外源H2O2和Ca2+显著增强了 eATP诱导的Na+外排。这些结果表明,eATP对不同耐盐性杨树Na+平衡的调控是由H2O2和Ca2+所介导,而且H2O2和Ca2+能正向调控eATP的作用。（2）NaCl加强了两种杨树细胞和根尖的K+外流。在细胞水平上,盐诱导的K+外流在盐敏感群众杨中更为明显。盐诱导的K+外流被K+通道抑制剂TEA（Tetraethylammoniumchloride）显著抑制,却被H+-ATPase抑制剂原钒酸钠明显促进,说明盐诱导的K+外流是由去极化激活的外向整流型K+通道和非选择性阳离子通道所介导。盐胁迫下,eATP显著减弱了两种杨树K+的流失。因此,eATP有助于杨树尤其是盐敏感的群众杨维持K+平衡。这可能是由于eATP活化了两种杨树质膜上的质子泵,从而抑制去极化激活的K+通道所介导的K+外流。但PPADS和Suramin抑制了 eATP对K+平衡的调控作用。此外,盐胁迫下eATP维持K+平衡的效应被LaC13和DPI所抑制。与各种抑制剂的作用相反,H2O2和Ca2+显著增强了 eATP对胡杨和群众杨根尖K+平衡的调控作用。以上正反两方面的实验结果说明eATP对杨树K+平衡的调控需要H2O2和Ca2+的参与。2.eATP与盐胁迫信使互作调控杨树根尖的K+/Na+平衡（1）Na+平衡调控:在NaCl处理的根尖中,Ca2+和H2O2均能够增强eATP诱导Na+外排,而且eATP也促进了 Ca2+和H2O2诱导的Na+外流（但在胡杨根尖中,eATP对Ca2+诱导Na+外排的增强效果不显著）。然而,eATP增强的Na+外流被LaC13或DPI显著抑制。由此可以看出,eATP是与胁迫信号Ca2+和H2O2相互作用维持杨树根系的Na+平衡。内在的调控机制如下:eATP与质膜P2受体相结合,促进H2O2爆发和[Ca2+]cyt的短暂升高。[Ca2+]cyt通过激活SOS3-SOS2-SOS1信号途径增强Na+外排。在盐处理的胡杨和群众杨根尖中,eATP诱导的Na+外流被ACC（乙烯合成前体）增强,却被AgNO3（乙烯抑制剂）抑制,说明Eth能够增强eATP对Na+平衡的调控。此外,ACC促进的Na+外排也被eATP加强。两种杨树在盐胁迫下,H2S的供体（NaHS）促进了 eATP诱导的Na+外流,反之亦然。然而,eATP诱导的Na+外流被H2S清除剂（HT）所抑制,这表明H2S与eATP相互作用加强胡杨和群众杨根尖Na+外排。我们推测气体信号分子Eth和H2S能够与eATP互作以激活SOS途径增强的Na+外排。NO的作用与Eth和H2S不同:在盐处理的胡杨根尖中,SNP降低了 ATP诱导的Na+外流,同样地,eATP也减少了 SNP诱导的胡杨Na+外流。这种现象说明,在eATP能够显著促进Na+/H+逆向转运的情况下,NO属于冗余信号。（2）K+平衡调控:在盐处理的胡杨和群众杨根尖中,eATP减少K+流失的作用被Ca2+、H2O2、ACC 或 NaHS 所强化;同样地,Ca2+、H2O2、ACC 或 NaHS 降低的 K+外流也被eATP所促进。这些信号分子对杨树根尖K+平衡的调控作用却被相应的药理学抑制剂LaC13、DPI、HT或AgNO3所抑制。盐胁迫下[Ca2+]cyt和H2O2参与eATP对K+平衡的调控:H2O2和Ca2+能够增强质膜H+-ATPase活性,减少K+离子经由外向型K+通道流失。因此,eATP能够与Ca2+和H2O2相互作用形成信号级联反应,通过上调质膜H+-ATPase活性,减少K+离子流失来维持K+平衡。Eth和H2S对杨树K+平衡调控均被eATP增强;同样,eATP调控的K+平衡也被Eth和H2S所促进。eATP与Eth、H2S相互作用活化了质膜H+-ATPase的活性,从而减弱了盐诱导的质膜去极化,限制了 K+外流。在本研究中,并未发现SNP和eATP共同处理所产生的累加效应:在盐处理的群众杨中,eATP降低了 SNP处理的K+外流,但是外施SNP却增加了 eATP处理根尖的K+外流。所以,在eATP存在的情况下,NO是冗余信号:即eATP是主导信号分子,其在限制盐诱导的K+外流中发挥更显著的作用。总之,无论在细胞水平还是器官水平,eATP均能在盐胁迫下调控K+/Na+平衡,这种作用在盐敏感的群众杨中尤为明显。这主要是由于eATP增强了质膜H+-ATPase活性及其所驱动的Na+/H+逆向转运。值得重视的是,eATP还与多种盐胁迫信号相互作用调控杨树Na+平衡。再者,Ca2+、H2O2、Eth和H2S调控K+平衡的作用被eATP加强,反之,eATP调控的K+平衡也可被Ca2+、H2O2、Eth或H2S显著促进。