将甜土植物短暂暴露在一个低的非致死盐环境下,可以显著增强植物对之后出现的致死盐胁迫环境的抗性,这个过程称为盐锻炼。盐锻炼对提高植物耐盐性和促进农业生产实践具有重要作用,但是其分子机制并不十分清楚。为了研究盐锻炼的分子机制,本论文使用拟南芥建立了一套盐锻炼体系。之前关于盐锻炼的研究方法通常是将经过盐锻炼处理的幼苗直接移到高浓度盐胁迫环境下,这样不能将盐锻炼相关基因从低浓度盐响应基因中区分出来。本体系将拟南芥幼苗在低浓度盐处理后增加一步恢复时间,发现盐锻炼效果依然存在,这表明盐锻炼具有被植物“记忆”的特性。利用该体系的研究还证明盐锻炼是由特异的离子诱导形成,并且盐锻炼并不能提高植物对渗透胁迫和冻害的抗性。本论文确定低浓度盐处理1天后再恢复生长1天为盐锻炼实验体系,并且该研究体系可用于研究可“记忆”盐锻炼的分子机制。使用数字基因表达谱（Digital gene expression profiling,DGE）检测盐锻炼过程中各个时期基因表达量的变化,筛选与盐锻炼“记忆”相关的基因。通过分析在低浓度盐处理、盐诱导恢复处理和高浓度盐处理后基因表达量的不同,可以分出Group A到Group F六组不同表达模式的基因。其中最重要的是与可“记忆”盐锻炼相关的Group C,该组基因的表达量受低浓度盐诱导而增加,并且在恢复处理后仍然能够维持其表达量的变化。推测这些基因可能参与盐锻炼“记忆”的维持。对Group C基因进行Gene Ontology（GO）富集分析发现,富集最多的是参与氧化还原过程的基因,其中很多基因参与活性氧（Reactive oxygen species,ROS）的产生和清除。ROS的生成缺陷突变体atrbohC（Respiratory burstoxidase homolog C）、atrbohD和atrbohF的盐锻炼效果较野生型均有不同程度地减弱,用H2O2处理可以部分模拟盐锻炼的效果,表明低浓度盐处理产生的ROS是盐锻炼过程所必需的。使用荧光探针对拟南芥根中的ROS进行染色发现,低浓度盐处理可以显著增加ROS的水平,但是经过恢复处理后ROS水平又会降低到正常水平,说明低浓度盐处理产生的ROS并不能持续存在,由此推测ROS可能是激活盐锻炼的一个信号,但并不是盐锻炼过程中被“记忆”的因素。此外,GO富集分析还发现GroupC中很多基因编码的蛋白定位于内质网。内质网胁迫引起的未折叠蛋白应答（Unfolded protein response,UPR）和内质网介导的蛋白降解（Endoplasmic reticulum-associated degradation,ERAD）参与植物耐盐反应。bZIP17（basic-leucine zipper 1）和HRD3A（HHmg-CoA reductase 3A）分别是 UPR 和 ERAD 的重要基因,它们的表达量受低浓度盐诱导而增加,并且在恢复1天后仍然维持较高的表达水平,bzip17和hrd3a的盐锻炼效果均比野生型弱。由此推测低浓度盐处理可能引起植物细胞产生错误折叠和/或未折叠蛋白,触发了 bZIP17和HRD3A上调表达,该变化可以在一定时间内维持,从而增强植物对未来出现的盐胁迫的抗性。本论文建立了一个研究可“记忆”盐锻炼的实验体系,发现ROS是盐锻炼的一个激活因子,并鉴定了参与盐锻炼“记忆”的关键基因bZIP17和HRD3A。本研究为深入理解植物盐锻炼“记忆”形成的分子机制提供了新的见解。