土地盐渍化和增强的日光紫外线-B辐射(UV-B,280-315nm)严重影响着全球的自然生态环境和农林业生产,特别是在生态脆弱的干旱和半干旱地区。杨树是世界上分布最广也是适应性最强的木本植物,新疆杨(Populus alba)和俄罗斯杨(Populus russkii)是广泛分布于我国大西北地区的两类杨属树种,这两种杨树对于盐分胁迫的耐受性具有明显差异。本研究以新疆杨和俄罗斯杨为材料,通过盐胁迫处理、增强UV-B辐射以及UV-B&Salt复合胁迫处理研究了两种杨树的生理生化及分子响应机制;同时本研究还利用水培条件进行高浓度的盐分胁迫处理,研究了两种杨树的Na~+/K~+离子吸收转运特性和基因通量表达差异以及其对盐胁迫的一系列生理和分子适应机制。本研究的主要结果如下:(1)盐胁迫、UV-B辐射及UV-B&Salt复合胁迫均对两种杨树的光合作用系统和活性氧(ROS)代谢系统造成较大影响,如净光合作用速率(Pn)、最大光化学效率(Fv/Fm)及光合色素含量降低,热耗散量子比率(Fo/Fm)增大;过氧化氢(H2O2)含量和丙二醛(MDA)含量升高,一系列抗氧化酶(如POD、CAT、APX和GR)活性增强。此外这三种不同胁迫还使渗透保护物质如脯氨酸、甘氨酸-甜菜碱及可溶性蛋白的含量升高。总体而言两种杨树对于盐胁迫和UV-B辐射的生理响应存在较多相似之处,并且在复合胁迫下两种杨树启动的防御保护机制最强,中等浓度的盐分胁迫使杨树及时地启动了防御机制,从而减缓了UV-B辐射的伤害。(2)UV-B辐射及UV-B&Salt复合处理能够诱发杨树UV-B信号传导途径中一系列关键基因的表达,如参与UV-B光形态建成的关键基因HY5、COP1、STO/BBX24和STH2,同时还使苯丙烷代谢途径的一系列关键基因上调表达如CHS1、CHS4、FLS1和FLS2等。此外盐胁迫也能刺激新疆杨杨苯丙烷代谢途径中关键基因的表达。上述基因的表达能够有效感知和响应UV-B辐射,并且能够启动和促进苯丙烷代谢产物的合成,进而使杨树能够有效抵御UV-B辐射所造成的伤害。(3)通过qPCR的方法检测了不同胁迫对新疆杨叶片的基因组DNA造成的损伤程度,发现UV-B辐射造成的损伤程度最为严重,而在UV-B&Salt复合胁迫下的DNA损伤程度显著低于单一UV-B处理;同时通过检测杨树DNA损伤修复基因的表达发现,在UV-B&Salt复合胁迫下,新疆杨叶片中光修复酶基因PHR、MMR损伤修复系统MSH2-MSH6以及DNA损伤结合蛋白DDB1a和DDB2均有较大幅度的上调,并且这种上调表达的幅度较单一UV-B辐射更高,表明盐胁迫能够明显缓解UV-B辐射对杨树造成的伤害。(4)通过水培条件对两种杨树进行高浓度的盐处理,同时添加可能参与Na~+吸收转运的各转运蛋白及离子通道的抑制剂,对两种杨树低亲和性Na~+吸收系统进行药理学分析,结果表明两种杨树Na~+低亲和性吸收存在较为明显的差异。新疆杨中介导Na~+低亲和性吸收系统的转运蛋白及离子通道主要包括K~+通道和非选择性阳离子通道(NSCCs);而在俄罗斯杨中介导Na~+低亲和性吸收的转运蛋白及离子通道主要包括K~+通道蛋白、高亲和K转运蛋白和非选择性阳离子通道(NSCCs)等。(5)通过水培条件对两种杨树进行短期(24h)和中长期(12-15d)的高浓度盐分胁迫处理,发现两种杨树在盐胁迫下的Na~+的吸收分布、抗氧化酶系统和渗透调节保护物质的合成以及Na~+/K~+离子转运蛋白的表达均存在较为明显的差异。新疆杨在短期盐胁迫下就能够及时有效地启动抗逆保护机制,能够通过上调一系列抗盐基因的表达,如位于液泡膜的Na~+/H+逆向转运蛋白NHX、质膜上的Na~+/H+逆向转运蛋白SOS1和钠钾共转运蛋白HKT1;1等;而俄罗斯杨在盐胁迫下这些重要的抗盐基因的表达量均没有表现出升高的趋势。因而导致两种杨树在盐分胁迫下表现出明显的差异。(6)通过RNA-Seq测序对两种杨树在短期和中长期盐胁迫下的基因表达谱进行分析表明,盐胁迫下两种杨树根系中存在大量的差异表达基因,对这些差异表达基因进行GO功能富集并分类分析表明,两种杨树差异表达基因主要集中在生理代谢途径中,而且这些基因具有不同的催化活性和不同的结合能力,这是造成两种杨树对盐胁迫的耐受性存在明显差异的分子基础。