在逆境条件下,植物的形态、生理和代谢会发生一系列变化以适应环境,提高生存竞争力。其中,植物次生代谢产物尤其酚类物质,在提高植物自身保护、抵御和适应逆境及协调与环境的关系上充当重要角色,其产生和变化比初生代谢产物与环境有更强的相关性和适应性。杜松是黄土高原地区重点保护植物,含有较多酚类物质,在干旱和紫外线强的严酷环境中有其应对的机制,探索其酚类物质对逆境的响应及其适应机制对杜松的理论研究和生产应用均具有十分重要的作用。因此,本研究采取了两个试验模式,其中一个以环境干旱的贺兰山和气候湿润的长白山自然生长杜松为试验对象,研究贺兰山和长白山杜松酚类物质对海拔的响应;另一个以盆栽杜松幼苗为试验对象,分别研究干旱胁迫和UV-B辐射胁迫对杜松酚类物质的影响,从植物形态和生理方面分析杜松酚类物质对逆境的响应机制,在此基础上,进一步从分子水平揭示杜松酚类物质对逆境的适应机制。主要研究结果如下:（1）揭示了贺兰山和长白山杜松酚类物质对海拔的响应（1）贺兰山杜松酚类物质（总酚、总黄酮、鬼臼毒素、槲皮苷、芦丁、金丝桃苷、山奈素和对香豆酸等含量）和抗氧化活性高于长白山,与杜松的旱生结构和CAT和PPO活性、MDA含量较高有关。贺兰山高海拔（2182-2340 m）杜松酚类物质和生物活性（抗氧化活性和抑菌活性）均高于低海拔（1568-1883 m）,与高海拔杜松具有明显的旱生结构,MDA含量较高、抗氧化酶活性和光合色素含量较低的生理特征有关。长白山高海拔（1073-1203 m）杜松酚类物质和生物活性均高于低海拔（838-885 m）,与杜松角质层、表皮和下皮层增厚,POD、CAT和SOD活性和MDA含量高,光合色素含量低等生理特征有关。（2）贺兰山高海拔（2182-2340 m）的土壤含水量、土壤有机质、土壤碱解氮、土壤有效磷和土壤速效钾含量分别为56.94%、59.60 g/kg、200.87 mg/kg、6.62 mg/kg和259.78mg/kg,与长白山中高海拔的土壤肥力相当,表明贺兰山和长白山高海拔土壤肥力适合酚类物质合成,长白山和贺兰山高海拔地区的环境有利于酚类物质合成,又能维持杜松正常生长,进一步说明海拔对杜松酚类物质影响较大。贺兰山和长白山杜松生理、酚类物质和生物活性主要受海拔、土壤有机质、土壤水分、p H和总磷影响。（2）阐明了杜松酚类物质对干旱胁迫的响应（1）中度干旱胁迫（土壤饱和含水量的40-50%）时,酚类物质中槲皮苷、穗花杉双黄酮、芦丁、金丝桃苷、山奈素和芒柄花黄素等化合物含量最低;在重度（土壤饱和含水量的20-30%）或极度干旱（土壤饱和含水量的8-10%）胁迫时,酚类物质中鬼臼毒素、槲皮苷、穗花杉双黄酮、芦丁、金丝桃苷、山奈素和芒柄花黄素等化合物含量最高,抗氧化活性和抑菌活性效果最好。金丝桃苷、槲皮苷和芒柄花黄素对酚类物质的抗氧化活性起主要作用。鬼臼毒素、槲皮苷、穗花杉双黄酮、芒柄花黄素和山奈素增加对肠炎沙门氏菌和肺炎克雷伯氏菌的抑菌活性效果好。（2）对杜松针叶的酚类物质进行组织化学定位发现,针叶中含有液泡的鞘细胞、分泌细胞、海绵组织、栅栏组织、表皮、内皮层和薄壁组织中酚类物质明显高于对照,而木质部、韧皮部、厚壁组织和下表皮几乎无酚类物质分布。干旱胁迫下,树脂道增大,栅栏组织排列紧密而海绵组织排列松散,为酚类物质的合成和积累提供场所。（3）从植物生理角度分析,POD和CAT活性升高不利于总酚和总黄酮积累;CAT活性升高有利于槲皮苷、穗花杉双黄酮、芒柄花黄素和山奈素积累。植物光合能力增强有利于总酚的积累,不利于槲皮苷的合成和积累。（3）明确了UV-B辐射胁迫对杜松酚类物质的影响（1）在C1（+0.8μW/cm2UV-B）辐射胁迫时,总酚含量为3.38 mmol/g,鬼臼毒素、穗花杉双黄酮、金丝桃苷、山奈素和芒柄花黄素含量均达最高。随UV-B辐射胁迫增强,酚类物质、抗氧化酶活性均下降,光合色素增加平缓,表明低强度UV-B辐射提高杜松光合作用,加速合成防御性物质,为合成酚类物质提供能量;提高UV-B辐射强度,杜松针叶细胞遭受破坏,导致抗氧化酶系统、光合系统和酚类物质合成代谢等遭受破坏,酚类物质合成降低。C3（+2.5μW/cm2UV-B）强度处理的抗氧化活性最高,C2（+1.6μW/cm2UV-B）或C3处理的具有较好的抑菌活性。酚类物质中芦丁和槲皮苷对其抗氧化活性起主要作用;芦丁、槲皮苷含量增加,提高酚类物质的抗氧化活性。鬼臼毒素和槲皮苷含量增加,提高了杜松酚类物质对枯草芽孢杆菌和单核细胞增多性李斯特氏菌的抑菌活性。（2）UV-B辐射胁迫后,针叶中含有液泡的鞘细胞、分泌细胞、栅栏组织、海绵组织、表皮、内皮层和薄壁组织中酚类物质高于对照,而木质部、韧皮部、厚壁组织和下皮层几乎没有酚类物质。杜松针叶的叶肉细胞均小于对照组,但细胞核明显变大,且气孔数量增加,多呈闭合状态,气孔下室较小,角质层增厚。（4）选择差异明显的UV-B辐射处理的杜松幼苗进行转录组测序分析,共组装到95248条Unigenes,有27655条Unigene获得注释结果。UV-B辐射胁迫条件下,共有37条差异表达基因参与杜松酚类物质合成,多呈显著性正相关关系,主要包括苯丙烷生物合成、类黄酮生物合成和黄酮和黄酮醇生物合成等途径,其中,4CL、CHS、CHI、FLS和PLR是合成酚类物质的关键基因。综上所述,海拔、干旱胁迫和UV-B辐射胁迫等环境条件对杜松酚类物质的合成和积累均有影响,与其解剖结构、抗氧化酶活性和光合作用有关。本研究为植物对逆境的响应和适应机制研究提供重要依据,同时,对杜松分布区域植被恢复、杜松林可持续经营管理具有参考价值或借鉴意义。