为研究大田环境下小麦在蛋白组水平上对氮素、水分以及水氮复合胁迫的响应,我们以高产优质小麦品种豫麦49-198为材料,结合大田长期水氮定位试验,利用i TRAQ技术.分析了氮素胁迫、水分胁迫、水氮复合胁迫及正常水氮供应4种处理小麦开花期旗叶的蛋白表达谱,对三种胁迫下蛋白表达谱的变化进行了对比分析,并重点针对光合及氮代谢通路在三种胁迫下的变化作了深度剖析。主要结果如下:1.氮素胁迫、水分胁迫以及水氮复合胁迫都显著降低小麦的产量,且对产量的影响表现为复合胁迫大于氮素胁迫大于水分胁迫。三种胁迫都显著降低了旗叶的净光合速率,且气孔导度、蒸腾速率与净光合速率的变化一致,均表现为氮素胁迫的影响小于水分和复合胁迫;叶片硝酸盐含量在氮素胁迫下的降幅最大,复合胁迫次之,水分胁迫最小。2.通过i TRAQ蛋白组学分析,在氮素、水分及其复合胁迫下分别鉴定到160、274和274个差异蛋白,水分胁迫和复合胁迫下鉴定到的蛋白数目相当,但复合胁迫导致更多的蛋白下调表达;维恩图和层次聚类分析结果表明氮素和水氮复合胁迫两者差异蛋白表达谱更为接近;功能分类显示三种胁迫下差异蛋白所涉及的功能类别差异不大,包含差异蛋白数量较多的功能类别有:光合、碳水化合物、脂代谢、核酸、胁迫、信号、蛋白质、细胞、发育、运输等。3.三种胁迫中,氮素胁迫对光合作用影响最小,参与光合通路的差异表达蛋白最少,主要表现为光反应中的捕光色素复合体及放氧复合体相关蛋白显著下调,暗反应中与核酮糖1,5二磷酸羧化/加氧酶活化态相关的蛋白显著下调;水分胁迫对光合通路影响大于氮素胁迫。主要表现为线性电子传递受阻,环式电子传递增强,ATP/NADPH比例增高,导致对暗反应能量和还原力的供应失衡;另外再生阶段中磷酸丙糖异构酶显著下调表明1,5-二磷酸核酮糖的再生受到阻碍。水氮复合胁迫对光合通路的影响不亚于水分胁迫,其中NAD(P)H脱氢酶显著下调,表明环式电子传递受到一定抑制,其ATP/NADPH比例变化可能与水分胁迫相反;另外FBA和SBP显著下调,表明导致卡尔文循环严重受阻;同时相对于单一胁迫,复合胁迫下类囊体结构可能遭到更严重的破坏。4.氮素胁迫下并未鉴定到显著变化的光呼吸相关蛋白,但甘氨酸脱羧酶及谷氨酰胺合成酶表现轻微上调,说明光呼吸代谢有增强趋势;复合胁迫下甘氨酸脱羧酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合酶上调表明光呼吸的代谢强度较氮素胁迫进一步增加;水分胁迫下甘氨酸脱羧酶及谷氨酸合酶等酶的显著下调表明光呼吸受到抑制。5.氮素胁迫下,硝酸还原酶显著下调表明氮的初级同化受阻,谷氨酰氨合成酶与谷氨酸脱氢酶的轻微上调表明氮的再利用和再分配有所增强;水分胁迫下谷氨酰氨合成酶显著降低说明氨态氮的同化能力降低,氮的初级同化和再利用受阻,复合胁迫下谷氨酰氨合成酶、谷氨酸合酶和谷氨酸脱氢酶上调说明氮的再利用和再分配增强,而且这个趋势强于单一氮素胁迫。