酸性土壤占世界潜在耕地面积的50%,已成为一个世界性问题,随着工农业的快速发展和人类活动的加剧,土壤酸化面积进一步扩大。在酸性土壤中,铝（Aluminum,Al）胁迫是限制作物产量提高的主要因子,它能抑制根长生长,诱导植物根细胞产生大量活性氧（Reactive oxygen species,ROS）,引发根系脂质过氧化,破坏细胞质膜完整性,最终导致根细胞死亡。在长期的自然环境中,植物已经进化出多种响应Al毒害的有效缓解机制。首先是植物被动激活抗氧化系统清除过量ROS。另一种主动且较为有效的方式是调控Al³⁺的吸收和转运,主要包括外排机制和内部解毒机制,在外排机制中有机酸分泌是缓解铝毒害的最重要解毒机制。水杨酸（salicylic acid,SA）作为植物內源调控因子和防御激素,能够调节植物体对生物和非生物逆境胁迫的响应。研究已证实外源SA能显著缓解黑大豆根系的Al毒害。硫化氢（hydrogen sulfide,H₂S）是调节生物系统中许多生理过程的重要气体信号分子,并已被证实广泛参与植物生长发育和抗逆境胁迫等过程。在响应Al胁迫方面,H₂S可激活抗氧化系统,调控柠檬酸分泌,以增强植物的Al抗性。但SA和H₂S两种信号分子在植物响应Al胁迫方面是否存在相互作用且以怎样的方式互作鲜有报道。本文以Al敏感型黑大豆[Glycine max（Linn.）Merr.]为实验材料,采用水培法,通过一系列生理生化、组织化学、基因分析及检测等实验手段,研究了外源添加SA、HT（H₂S清除剂）、PAG（H₂S合成抑制剂）对Al胁迫下黑大豆根系生理生化、抗氧化系统、耐Al³⁺相关基因及柠檬酸分泌的影响;以大豆基因组数据为基础,对大豆CDase（H₂S合成的关键酶）基因家族进行初步鉴定和生物信息学分析,并分析了SA对Al胁迫下黑大豆LCD-DCDs表达的影响,揭示了SA和H₂S信号分子缓解黑大豆Al胁迫的互作途径和分子机理,为H₂S与SA缓解Al毒害的网络信号途径提供部分参考依据。主要结果如下:1、45μM AlCl₃处理后,黑大豆根长生长被抑制,细胞内Al³⁺含量、ROS(包括H₂O₂、O₂^·-)和MDA显著上升,引起细胞脂质过氧化。100μM SA处理显著缓解了Al³⁺诱导的根生长抑制及氧化损伤,并增加了內源H₂S含量。10μM HT和20μM PAG与Al+SA共处理,抑制內源H₂S含量,逆转了SA对Al毒害的上述缓解作用效果。SA可能通过调节內源H₂S含量缓解Al胁迫下黑大豆根长抑制及氧化损伤。2、45μM AlCl₃处理后,抗氧化系统被激活,APX、CAT和SOD活性增加,还原型GSH含量及还原型GSH/氧化型GSSH比例升高,SA降低了Al³⁺诱导的APX、CAT和SOD活性和GSH水平。添加HT或PAG清除内源H₂S,Al+SA共处理下APX、CAT和SOD活性及GSH水平显著高于未添加HT或PAG处理组。并且SA处理降低了Al³⁺诱导的PAO活性,加入HT或PAG后PAO活性再次达到AlCl₃处理水平。说明SA可能通过调控內源H₂S,降低PAO活性,抑制ROS产生,调节APX、CAT和SOD活性和GSH水平,降低黑大豆Al胁迫诱导的氧化损伤。3、SA诱导Al胁迫下黑大豆根系柠檬酸分泌量增加。AlCl₃处理下,黑大豆根中特异性耐Al³⁺转录因子GmART1及其调控的下游基因(柠檬酸转运蛋白基因GmMATE、液泡膜转运蛋白基因GmALS1、质膜转运蛋白基因GmCDT3和GmNrat1、柠檬酸合成酶基因GmCS和乌头酸酶基因GmACO、苹果酸转运蛋白基因GmAlMT、Al³⁺转运AQP基因GmNIP1;2表达上调;Al+SA处理后GmART1、GmMATE、GmALS1、GmCS、GmAlMT和GmNIP1;2表达进一步上调,而GmNrat1和GmACO基因下调。加入HT和PAG后,SA诱导的柠檬酸分泌量下降,SA调控的基因表达变化模式被逆转。SA-H₂S互作可能通过调控内部解毒和外排解毒中抗Al³⁺相关基因的表达及柠檬酸分泌介导黑大豆的Al³⁺抗性。4、AlCl₃处理诱导LCD和DCD酶活性增加,并且SA+Al处理进一步增加LCD和DCD酶活性及內源H₂S含量。在大豆中基因组共鉴定出8个LCD/DCD基因（GmLCD1-6,GmDCD1-2）。GmLCD2-6具有10个及以上外显子;GmLCD1、GmDCD1-2含有7⁸个外显子。上游启动子分析发现GmLCD/DCDs上游具有MYB结合元件和植物激素响应元件（如生长素响应元件、水杨酸（SA）响应元件等）。外源SA+Al处理24 h后,黑大豆GmLCD2和GmLCD5 m-RNA表达显著高于AlCl₃处理。SA可能主要通过上调黑大豆中GmLCD2和GmLCD5基因的表达,诱导CDase活性,增加內源H₂S含量,缓解黑大豆Al胁迫。