盐碱胁迫是严重影响植物生长,限制产量和区域分布的重要因素之一。盐碱胁迫会引起植物水分缺失,破坏渗透平衡和氧化平衡,导致叶片气孔导度降低,抑制光合作用,对植物的光能利用和CO2同化作用造成影响。小黑杨(Populus simonii×P.nigra)是一种价值较高的防风林物种。因此,培育出耐盐碱的小黑杨具有重要的价值。本研究以培养50天的小黑杨组培苗为试验材料,结合生理学和蛋白质组学策略对其叶片响应NaCl胁迫过程中蛋白质数量和丰度的变化规律进行了研究。研究表明:在NaCl胁迫3d后,小黑杨的光合作用均受到一定程度的抑制。此外,还伴随着小黑杨叶片膜透性的破坏,渗透物(脯氨酸、可溶性糖和甜菜碱)的大量积累以及抗氧化物活性的改变等过程。此外,蛋白质组学分析鉴定到78个差异蛋白质,其中有50个蛋白质丰度上升,有28个蛋白质丰度下降。这些蛋白质主要是捕光复合体、光系统Ⅱ、以及光合电子传递链等结构的组成,或参与能量代谢、光合作用、基础代谢、胁迫防御、转录、蛋白质命运和信号转导等过程的调节。通过对这些结果的分析,我们推测小黑杨叶片可能通过以下几种策略应答NaCl胁迫:(1)通过降低叶绿素a/叶绿素b及其结合蛋白的丰度来减少小黑杨叶片对光能的吸收;(2)通过增加光化学淬灭进而提高热耗散能力,减少过剩光能对光合结构的损伤;(3)通过增强ROS清除机制中部分抗氧化酶的活性及相关蛋白质丰度的增高来促进过量ROS的清除,减少氧化损伤。同时利用脯氨酸、甜菜碱和可溶性糖的大量积累来缓解渗透胁迫,并清除活性氧类物质(ROS),维持氧化还原平衡。总之,小黑杨叶片启动了多种参与胁迫应答过程的蛋白质来应答NaCl胁迫。我们通过综合运用生理学和蛋白质组学研究手段,分析了小黑杨叶片响应NaCl胁迫的应答机制,为深入研究植物耐盐碱机制提供了新的线索。