玉米作为黑龙江省的主要粮食作物,其生长发育过程中受到多种非生物胁迫的影响,盐胁迫是限制农作物生产的主要非生物胁迫之一。本研究以玉米骨干自交系合344作为试验材料,在150m M NaCl条件下对两叶一心时期的玉米幼苗进行处理,于处理后0、1、2、3、7d时对其玉米根系组织进行取样,通过对其生理指标、转录调控、膜脂重塑等进行分析,解析玉米根系响应盐胁迫生理、分子及代谢水平变化。研究结果如下:1.盐胁迫对玉米生长发育及生理变化的影响在盐胁迫处理条件下,玉米幼苗根系组织伸长分裂、侧根发育及根系活力受到抑制,K+/Na+比降低,丙二醛（MDA）,脯氨酸（Pro）,超氧化物歧化酶（SOD）等膜损伤、渗透调节物质、活性氧相关指标含量随处理时间增加而升高。从转录组数据库中筛选了参与这些过程的差异基因,其中Zm LOX7和Zm NHX3基因Log2FC分别为3.51和3.33左右,Zm SOD10基因上调表达1.42倍,7条过氧化物酶（POD）相关基因在所有时间点Log2FC≥4,且Zm POD39基因表达量最高达到7.05。下调差异表达基因中差异表达水平最高的是Zm POD24基因,其基因表达量下调-4.97倍,Zm LOX12负向差异表达为-3.55倍。2.盐胁迫下玉米根系的差异表达基因分析本研究所产生的盐胁迫下不同时间点玉米根系转录组（RNA-Seq）数据中不同时间点（1、3、7d）分别检测到8902、13880、7275条差异表达基因,不同时间点上调表达基因多于下调表达基因。在转录水平下,玉米幼苗通过多条途径对盐胁迫发生响应,大量差异表达基因富集于代谢途径、转录因子、激素相关以及离子相关途径中。其中代谢过程在基因本体论（GO）数据库中三大类的生物学过程中占比第二,脂类代谢途径为代谢途径中第三位,差异表达脂类代谢相关基因在代谢途径中占比12%-13%。b HLH转录因子家族基因在三天以上的盐处理条件下显著差异表达,S3d R/C0d R组中557个水杨酸相关激素调节基因Log2FC≤-2。3.盐胁迫下玉米根系脂类代谢产物分析及膜脂代谢调控网络构建对盐胁迫下处理后0、1、3、7d时的玉米根系进行脂质组（Lipidomics）检测,检测到12种脂类物质,其中包括6种磷脂、3种溶血磷脂、2种半乳糖脂和1种硫脂。占比40%以上的主要磷脂磷脂酰胆碱（PC）在7d时降至25%,占比10%以上的磷脂酰乙醇胺（PE）、磷脂酰肌醇（PI）在1d时百分比上升后持续下降。重要的脂质第二信使磷脂酸（PA）含量随盐处理时间增长而逐渐下降。溶血磷脂溶血磷脂酰甘油（LPG）1d时含量降低后显著增加,7d时所占百分比达到45%。将脂质组数据结果与脂类代谢通路关键基因表达情况结合构建膜脂代谢调控网络,结果显示,参与内质网中肯尼迪途径的相关基因显著上调表达,如三磷酸甘油酰基转移酶（GPAT）、溶血磷脂酰基转移酶（LPAAT）、磷脂磷酸水解酶（PAH）、二酰基甘油酰基转移酶（DGAT）等,其中Zm GPAT4差异表达倍数最高,Log2FC为4.73。磷脂酶A（PLA）显著上调表达,与其相关的溶血磷脂酰胆碱（LPC）途径及LPG途径激活,PC降解的磷脂酶D（PLD）途径被激活,非特异性结合磷脂酶C（NPC）途径受到抑制。4.玉米膜脂代谢关键基因PAP基因家族鉴定及表达分析本研究从玉米中鉴定出15个PAP基因家族成员并分为3个亚族。不同组织部位及发育阶段分析显示Zm PAP基因在各组织部位均有表达,其中Zm LPP2.1、2.2、2.5及Zm PAH1、2在各组织部位及各发育时期均有较高水平表达,Zm LPP3在种子发育12 DAP后、胚乳及胚中都有相对较高且稳定的表达,Zm LPPε2.1、ε2.2在叶中高度表达,在种子发育阶段随时间增长表达水平逐渐降低。Zm PAP基因在多种胁迫条件下差异表达,渗透胁迫条件下尤其明显。其中Zm LPP2.3、2.5、2.6,Zm LPP3及Zm PAH1在多种胁迫下显著上调表达,Zm LPP2.4、Zm LPPε2.2显著下调表达,Zm LPP2.2基因在各胁迫条件下既有上调又有下调表达。干旱胁迫条件下Zm LPP2.2基因上调表达2.2倍,盐胁迫下其Log2FC为-1.9,同时Zm LPP2.3基因上调表达倍数达到3.1倍,为盐胁迫下差异表达最为明显的基因。本研究通过对玉米幼苗根系生理生化、转录组、脂质组数据等进行分析,说明其在生理、分子、代谢水平上对盐胁迫的响应,并且构建了玉米根系膜脂代谢调控网络,同时对脂类代谢关键基因进行了生物信息学相关分析,为解析玉米耐盐机制提供依据,为玉米耐盐分子育种提供基因资源。