韭菜(Allium tuberosum Rottler ex Spreng.)是我国北方主要种植的叶菜类蔬菜之一,含有丰富的营养物质,且独特的风味深受许多人的喜爱。土壤栽培是韭菜传统的栽培方式,但近年来水培韭菜逐渐受到了人们的关注,主要原因是水培韭菜病虫害少,因此可以减少农药残留。氯化钠(Na Cl)作为一种无机盐,能够引起营养液盐分发生改变,而适度的盐分可以通过激发相关的代谢通路促进代谢物的积累,进而提高农作物的品质。本研究通过向水培韭菜营养液中添加不同浓度的Na Cl(0 m M、5 m M、10 m M、20 m M和30 m M),研究了营养液盐分水平对水培韭菜生长生理、光合作用、内源激素、营养物质和抗氧化能力的影响,分析了营养液不同盐分水平下韭菜挥发性风味物质构成的差异,同时从转录组和代谢组的层面解析了品质形成相关基因与代谢物对不同盐分水平的响应规律。本研究主要结果如下:(1)营养液中适度的盐分(5 m M和10 m M Na Cl)对水培韭菜的株高、叶长、叶宽、叶片数、地上部干鲜重和地下部鲜重无抑制作用,同样对韭菜叶片的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、蒸腾速率和气孔导度无显著影响,但提高了叶片中GA_3和IAA的含量,且10 m M Na Cl处理显著提高了水培韭菜净光合速率。(2)营养液盐分水平对水培韭菜营养物质的积累和抗氧化能力有显著影响。盐分处理(5-30 m M Na Cl)显著降低了韭菜硝酸盐含量,有助于提升其安全品质。适度盐分处理(5m M和10 m M Na Cl)不同程度地提高了必需氨基酸、非必需氨基酸、总氨基酸和矿质元素的含量,提升了α-胡萝卜素、叶黄素、玉米黄质和总类胡萝卜素的积累,同时显著提高了总酚酸和总多酚类物质的含量。盐分处理(5-30 m M Na Cl)增强了韭菜ABTS自由基清除能力、DPPH自由基清除能力以及氧自由基吸收能力。(3)采用单因素试验对顶空固相微萃取(HS-SPME)韭菜挥发性风味物质过程中的7个关键参数(萃取纤维头类型、样品量、Na_2SO_4添加量、萃取温度、平衡时间、萃取时间和解吸时间)进行了优化,利用优化后的萃取方法在韭菜中共鉴定到了75种挥发性风味物质,包括19种醚类、selleck化学14种醛类、11种醇类、7种酮类、6种烃类、9种酯类、2种酚类、2种呋喃类和5种其他类,其中醚类物质含量最高。适度盐分处理(5 m M和10 m M Na Cl)提高了挥发性物质的总数量和总含量以及前体物质S-烃基半胱氨酸亚砜(CSO)的含量,其中10 m M Na Cl的提升效果最好,促进了更多醚类物质的产生,包括2,4-二甲基噻吩、甲基丙基二硫醚、甲基丙基三硫醚和1-烯丙基-3-丙基三硫醚。(4)根据挥发性风味物质的气味阈值和气味活性值(OAVs),75种挥发性风味物质中共有14种香气活性物质(OAVs>1),主要是醛类和醚类。根据物质的气味描述,韭菜挥发性风味物质的香气可以分为八类,包括“绿色和青草味”、“花香味”、“脂肪味”、“甜味”、“大蒜和洋葱味”、“新鲜味”、“辛辣味”和“果香味”,其中“大蒜和洋葱味”是最强烈的气味,主要来自于醚类物质中的二甲基二硫醚、二甲基三硫醚和二烯丙基二硫醚。各处理间比较来看,5 m M Na Cl处理增强了韭菜的“果香味”、“花香味”和“脂肪味”,而10 m M Na Cl处理增强了韭菜的“绿色和青草”、“甜味”、“大蒜和洋葱味”、“新鲜味”和“辛辣味”。(5)对不同盐分水平下韭菜叶片进行了全长转录组分析,从所构建的9个c DNA文库中共获得了61.37 Gb Clean Data,Q30均在90.6%GSK1120212溶解度以上,经组装得到了17957个Unigenes。通过差异表达分析,在0-m M vs 10-m M比较组、0-m M vs 30-m M比较组和10-m M vs 30-m M比较组中分别发现了250个、287个和245个Anti-cancer medicines差异基因。对相关基因进一步分析发现,盐分处理可通过调控韭菜风味前体物质CSO生物合成途径中丝氨酸乙酰转移酶(SAT)、半胱氨酸合成酶(CS)、谷氨酸-半胱氨酸连接酶(GCL)、谷胱甘肽合成酶(GS)、γ-谷氨酰转肽酶(GGT)、含黄素单加氧酶(FMO)和酚酸类物质生物合成途径中苯丙氨酸解氨酶(PAL)、肉桂酸-4-羟化酶(C4H)、乙酰复合胺-O-甲基转移酶(ASMT)、阿魏酸-5-羟基化酶(F5H)基因的表达促进CSO和酚酸的积累。基于广泛靶向代谢组学,从9个样品中共鉴定到了812种代谢物,主要是酚酸(16.01%)和脂质(15.52%)。在三个比较组中分别发现了36个、86个和33个差异代谢物。差异基因和差异代谢物的联合分析表明,代谢途径、次生代谢产物的生物合成、碳代谢、氨基酸的生物合成、半胱氨酸和蛋氨酸代谢、以及淀粉和蔗糖代谢是盐分诱导韭菜叶片代谢物积累的主要相关生物学过程。综上所述,适度盐分处理(5 m M和10 m M Na Cl)可通过诱导韭菜叶片代谢物的积累提高其营养品质和风味品质,同时对韭菜的正常生长无抑制作用。本研究为水培韭菜的高品质栽培提供了理论依据。