本研究以84K杨树(Populus alba×P.glandulosa cv.‘84K’)为试验材料,采用盆栽方式,通过饱和灌溉(CK)、分根灌溉(PRD)和亏缺灌溉(DI)三种控水处理,研究了分根灌溉(PRD)对84K杨树的生长特性、光合特性、脯氨酸、叶片相对含水量等生长及生理代谢的影响,并利用lable-free蛋白质组技术和LC-MS代谢组技术分析了不同供水处理条件下植株的蛋白质组及代谢组的差异表达。主要结论如下:(1)分根灌溉(PRD)可以有效促进84K杨树生长。PRD供水模式下84K杨树的株高、地茎、叶片数、节间数、生物量的积累均高于CK和DI。(2)PRD处理对84K杨树无性系的生理代谢活动影响显著。相比于亏缺灌溉,饱和灌溉和分根灌溉显著提高了植株叶片光合速率、叶片脯氨酸及可溶性糖。PRD处理的植株根系活力均显著高于CK和DI。(3)共鉴定蛋白质3373个,肽段13847个。其中PRD/CK的比较组中,差异表达蛋白质238个,其中59个上调表达,179个下调表达,主要是细胞、细胞膜和细胞器部分具有催化和结合功能的蛋白的细胞过程和代谢过程等主要功能发生了变化。在DI/CK比较组中,共筛选差异表达蛋白质194个,其中50个上调表达,63个下调表达。主要是细胞膜和细胞器部分具有抗氧化功能的蛋白质和具有催化功能的蛋白质的代谢和细胞信号传递过程等发生改变。(4)在正负离子模式下共筛选出244个显著差异代谢物(VIP>1,P<0.05),差异代谢物主要包括氨基酸、有机酸、糖类、嘌呤、嘧啶等,主要是TCA循环和氨基酸合成等过程发生改变。推测分根灌溉可能通过增加TCA循环和促进氨基酸积累实现对根系局部干旱的适应。(5)蛋白质组和代谢组联合分析发现,分根灌溉模式下嘧啶代谢通路和嘌呤代谢通路显著富集。综上,分根灌溉可通过刺激饱和供水侧吸收根生长提高吸水能力,并诱导植株茎尖组织信号传递、蛋白质合成、抗氧化酶等相关蛋白表达和有机酸、糖类、嘌呤等代谢物富集,提高植株水分利用效率,从而实现杨树高效节水栽培。