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西北黄土高原产区是我国最大的苹果优生区,而土壤的盐碱化问题已成为该地区苹果产业的发展主要限制因子。生产中利用耐盐碱砧木是降低土壤盐碱化影响的有效措施。垂丝海棠作为一种抗盐碱能力较强的优质砧木,本试验以2年生垂丝海棠（Malus halliana Koehen）为试材,通过盆栽浇灌Hogland营养液的方法,模拟3种不同的胁迫处理,盐胁迫（SS）（pH 7.0）、碱胁迫（AS）（pH 9.0）、盐碱复合胁迫（MAS）（pH8.2）（以NaCl和NaHCO3按摩尔比1:1混合）。通过光合、荧光、抗氧化酶及渗透调节物质的测定,揭示垂丝海棠对3种胁迫的响应机制。并根据结果筛选盐碱复合胁迫为胁迫处理,以垂丝海棠幼苗为试材,通过水培的方法,进行离子组学、代谢组学及整合组学的分析。主要研究结果如下:1.SS、AS和MAS是3种不同的胁迫,对垂丝海棠生长和光合的抑制作用为:AS>MAS>SS。SS下,垂丝海棠主要通过增加水分利用效率（WUE）、SOD、POD的活性,积累可溶性糖,启动热耗散机制（Y（NPQ）和qN）来抵御胁迫危害;AS下,光保护机制和抗氧化酶系统被破坏,垂丝海棠主要通过大量积累脯氨酸和有机酸调节渗透平衡,并启动叶黄素循环保护光合系统。2.MAS有一定的协同效应。MAS下,垂丝海棠通过启动热耗散机制和叶黄素循环来保持光合系统伤害与修复的动态平衡,增加SOD、POD的活性减少氧化损伤,并大量积累脯氨酸和可溶性糖调节渗透平衡。3.盐碱复合胁迫下,通过5个时间点垂丝海棠表型和生理指标的分析,筛选第4 d进行组学分析。离子组结果表明,垂丝海棠叶片和根系中Na显著积累,进而影响了根系对K、Zn、Mg、Fe和Cu的吸收,而没有影响叶片对Fe、Cu和Mn的吸收。根系的Na+/K+和Na+/Cl-比值均显著高于叶片,说明垂丝海棠根系具有较强的聚盐能力,而使其叶片更好的维持离子平衡。4.利用LC/MS非靶向代谢组学对垂丝海棠叶片进行分析,盐碱复合胁迫下共有140个差异代谢产物被鉴定,35个代谢通路被显著富集。主要包括生物碱的生物合成、苯丙素的生物合成、ABC转运体、金属元素的吸收。蔗糖、氨基酸、生物碱、类黄酮和类胡萝卜素等的表达显著上调,能够清除细胞中过量的ROS,从而提高垂丝海棠的耐盐碱能力;卟啉和叶绿素代谢通路中镁叶绿素酸a的增加导致了垂丝海棠叶片的衰老,减轻了氧化损伤。5.蛋白代谢的整合分析表明,盐碱复合胁迫下共有70通路被显著富集,16个代谢物相关的酶被鉴定。这些通路主要参与了能量代谢、次生代谢产物的合成、苯丙素的生物合成、丙氨酸,天冬氨酸和谷氨酸代谢及淀粉和蔗糖代谢等过程。6.鉴定到2个与叶片衰老相关的蛋白（PPD and PAO）和6个与光合相关的蛋白,其中PSBO2能够调控光系统II的修复;蔗糖作为信号分子调控了D-苯丙氨酸、色氨酸的积累,以及天冬氨酸和谷氨酸相关蛋白如ASP3、ASN1、NIT4、和GLN1-1的表达,从而调节渗透平衡和清除ROS;其次蔗糖也通过激活CYP75B1诱导了黄酮类化合物及生物碱的合成,进而控制ROS的稳态。7.木质素合成通路中,过氧化物酶家族蛋白（PER）和ALDH2C4的下调表达是垂丝海棠抵抗盐碱复合胁迫的防御机制。此外,蔗糖信号也通过激活T31B5170的表达促进了生长素信号的传递,从而维持了盐碱复合胁迫下垂丝海棠的生长发育。