环境因素常常造成氧化损伤的发生，导致植物体内的活性氧（reactive oxygen species，ROS）过量积累。其中，H2O2是一种十分重要的ROS分子，它能够对DNA、蛋白质和脂质造成氧化损伤，从而导致细胞死亡。小黑杨(Populus simonii×P.nigra)具有一定的抗逆性，是重要的栽培树种，也是研究林木基因工程的重要模式植物。因此，深入探究小黑杨的抗氧化机制，为提高小黑杨的抗氧化能力和选育优质小黑杨品种都具有重要意义。　　本研究以生长50～60天的小黑杨组培苗叶片为材料，应用生理学和蛋白质组学方法对小黑杨叶片H2O2响应机制进行了研究。结果表明：H2O2抑制了小黑杨叶片的光合作用，并破坏了膜结构的完整性，导致丙二醛含量和电解质外渗率不断升高。此外，随着氧化胁迫的发生，小黑杨叶片内渗透保护物质（可溶性糖、脯氨酸和甜菜碱）不断积累，多种抗氧化酶活性和抗氧化剂含量均发生改变，如过氧化物酶（POD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）和谷胱甘肽还原酶（GR）活性都明显升高。同时，蛋白质组学结果鉴定得到81种丰度差异蛋白质，其中12种丰度上升，61种丰度下降，8种出现多种丰度变化模式。它们主要为叶绿素结合蛋白，光系统Ⅱ组成蛋白，以及参与电子传递、卡尔文循环、碳和能量代谢、基础代谢、胁迫防御、蛋白质命运、细胞骨架、信号转导和多功能或未知途径相关蛋白。通过整合这些结果，我们发现小黒杨叶片在H2O2胁迫应答过程中存在如下机制：（1）通过渗透保护物质的积累来维持渗透平衡；（2）提高ROS清除途径相关酶的活性，高效的清除过量ROS，防止氧化损伤的发生；（3）减少光能的吸收和电子传递，抑制Calvin循环，最终导致小黑杨叶片光合速率下降；（4）抑制糖酵解途径、TCA循环以及部分基础代谢途径；（5）增加热激蛋白和分子伴侣的丰度，保证蛋白质的正确折叠，并稳定膜结构，防止H2O2对蛋白质造成变性损伤。这些结果为揭示小黑杨叶片H2O2胁迫应答和代谢网络调控机制提供了重要的理论依据。