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为研究白刺耐盐性及其耐盐机理,本文使用透射电子显微镜对4种盐分胁迫条件下唐古特白刺实生苗幼苗期叶片超微结构的变化进行了观察和比较,同时使用LECO-Fiehn Rtx5数据库对西伯利亚白刺和唐古特白刺盐胁迫前后叶片中的差异代谢物进行定性及聚类分析,综合富集分析和拓扑分析方法找到差异代谢物参与的代谢途径,揭示了白刺参与盐胁迫应答的耐盐代谢生物学机制。主要结论如下:(1)盐胁迫前,唐古特白刺叶片细胞壁光滑,细胞质膜无内陷、向内折叠或突起;叶绿体呈香蕉状,外膜光滑,基粒层结构较为清晰,垛叠层增加,叶绿体中的嗜锇颗粒普遍存在但数量较少且体积较小;线粒体呈正常球状,外膜清晰。盐碱处理下,随着胁迫浓度逐渐增加,细胞壁不再光滑,且局部有黑色沉淀或有溶解迹象;细胞质膜向内折叠甚至发生局部内陷,或呈明显泡状突起;叶绿体由正常香蕉状膨大变形为肾形、龟背形或花生形不等,短/长轴比例失衡并离开质膜;叶绿体基粒片层结构松散,部分类囊体排列扭曲、撕裂或出现囊泡化,叶绿体外膜出现褶皱或局部破裂,基质外渗;线粒体嵴数减少,管状嵴出现扩张或排列混乱,甚至有断裂迹象,部分线粒体与叶绿体分隔较远且剥离细胞壁,或有黑色沉淀颗粒出现;叶绿体中嗜锇颗粒较对照增多增大,并集聚成堆出现,中性盐和碱性盐处理下叶绿体中出现淀粉粒。(2)唐古特白刺叶片以中性盐、碱性盐和混合盐碱高浓度(≥300 mmol·L-1)条件下胁迫受损明显,尤其以碱处理下最为严重。单盐胁迫处理对唐古特白刺超微结构的影响比较小,表明唐古特白刺对单盐胁迫有较好的耐受性和适应性。(3)盐胁迫后西伯利亚白刺叶片中鉴定出差异代谢物共108种,包括51种氨基酸、22种糖、11种脂肪酸、8种有机酸、7种醇、6种生物碱、2种维生素及1种碱基衍生物,除己内酰胺和黄烷腺嘌呤衍生物2种代谢物含量显著下调外,其余差异代谢物含量均上调,而唐古特白刺叶片中鉴定出差异代谢物共11种,包括1种氨基酸、1种脂肪酸、1种糖、5种有机酸、1种醇、1种生物碱、1种碱基衍生物,其中巯基乙胺、乳糖、胸腺嘧啶含量显著下调,其余差异代谢物含量均上调。层次聚类分析分别将两种白刺中的差异代谢物分成了A和B两大类,盐胁迫后西伯利亚白刺中的差异代谢物共参与46条代谢途径,而唐古特白刺中的差异代谢物共参与6条代谢途径。(4)西伯利亚白刺对盐胁迫的应答主要依靠小分子渗透调节物质的积累以及糖代谢和TCA循环产生的能量以保障代谢活动的正常进行,进而增强其对盐胁迫环境的抵抗能力,唐古特白刺主要依靠TCA循环及二羧酸循环产生的能量来抵抗盐胁迫环境,西伯利亚白刺耐盐性高于唐古特白刺。