目的:土壤盐碱化严重影响作物生长,给农业生产带来严峻挑战。但是关于棉花对盐碱胁迫耐受机制尚未完全明晰。因此,本研究通过离子组学、蛋白质组学和代谢组学的方法,探究不同盐碱胁迫对棉花生长生理、养分吸收转运、蛋白质组和代谢组的影响,阐明不同盐碱胁迫下棉花的耐受机制,探索棉花幼苗响应盐碱胁迫的分子机制,为盐碱胁迫下棉花的代谢、特异蛋白以及相关基因功能的进一步研究奠定基础。本研究为耐盐碱棉花育种和不同盐碱地棉花栽培提供一定的理论基础。方法:本研究采用盆栽试验,设置对照,盐胁迫（NaCl）和碱胁迫（Na HCO3+Na2CO3）3个处理。试验通过测定棉花生物量、逆境生理指标、光合作用参数和酶活性,研究盐碱胁迫对棉花生长和生理的影响;通过测定棉花各器官中离子浓度,阐明盐碱胁迫对棉花营养元素吸收和转运的影响;通过对棉花叶片和根进行蛋白质组测序,筛选出棉花叶片和根中的差异蛋白,对差异表达蛋白进行GO分析和KEGG分析,发掘棉花对不同盐碱胁迫的应答机制;通过测定棉花叶和根的代谢组,分析不同盐碱胁迫对棉花代谢影响的具体通路。结果:（1）与对照相比,盐胁迫和碱胁迫显著降低棉花生物量,显著增加叶片相对电导率、丙二醛含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性和脯氨酸含量。盐胁迫显著降低棉花叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度和叶绿素含量,但碱胁迫对其无显著影响。（2）与对照相比,盐碱胁迫均显著增加棉花各器官中Na的浓度。盐胁迫降低了棉花叶片中P、K、Ca、Mg、S和Cu的含量,根中N、Ca、B和Fe的含量,碱胁迫降低了棉花叶片中N、P、Ca、Mg、S和B的含量,根中N、Fe、P、S、Ca和Zn的含量。盐胁迫下,P、Mg、K、S和Cu的吸收能力提高,但是转运能力下降,B、N和Fe的转运能力提高,Mn、Zn和Mo的吸收和转运能力都提高;碱胁迫下,Mg和B的吸收被促进,转运能力被抑制,Zn和Fe的转运能力提高,N、P、S和Ca的吸收转运被抑制,Mn、Mo、Cu和K的吸收和转运能力提高。（3）棉花叶片在盐胁迫下检测出458个差异蛋白,主要富集于苯并氮杂类生物合成、光合作用和氨基酸生物合成等通路;在碱胁迫下鉴定出240个差异蛋白,主要富集于苯并氮杂类生物合成、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸生物合成以及单萜生物合成等通路。棉花根在盐胁迫下检测出1725个差异蛋白,主要富集于类黄酮生物合成、苯丙类生物合成和糖酵解/葡萄糖生成等通路,在碱胁迫下鉴定出75个差异蛋白,主要富集于类黄酮生物合成、苯丙类生物合成和半乳糖代谢。在叶片中鉴定出9个与光合作用相关的差异蛋白,其中pet B、pet F、psa D、psa F、psb A、psb B、psb C和psb O在盐胁迫下表达减少,而Psb S在碱胁迫下表达增加。（4）棉花叶片在盐胁迫下共筛选出99种差异代谢物,上调代谢物为93种,占绝对多数,差异代谢物主要聚类于有机酸类、糖类、氨基酸及其衍生物、醇类和胺类等;碱胁迫下共筛选出179种差异代谢物,上调代谢物占96种,未占绝对多数,差异代谢物主要聚类于氨基酸及其衍生物、有机酸、糖类和脂质和类脂质等。棉花根系在盐胁迫下共筛选出90种差异代谢物,上调代谢物为72种,占绝对多数,差异代谢物主要聚类于有机酸类、氨基酸及其衍生物、糖类和醇类等,碱胁迫下共筛选出181种代谢物,上调代谢物占108种,未占绝对多数,差异代谢物主要聚类于氨基酸及其衍生物、有机酸、糖类和胺类等。KEGG通路富集分析表明,戊糖磷酸途径、丙酮酸代谢和萜类主链生物合成在盐胁迫下的叶中富集,半乳糖代谢、丁酸代谢和精氨酸生物合成在碱胁迫下的叶中富集;亚油酸代谢、色氨酸代谢和赖氨酸降解在盐胁迫下的根中富集,柠檬酸循环、淀粉和蔗糖代谢以及乙醛酸和二羧酸代谢在碱胁迫下的根中富集。结论:盐碱胁迫显著抑制棉花生长。盐胁迫抑制了棉花叶片光捕获过程、对光的利用效率和电子转移过程,是盐胁迫导致抑制棉花光合作用的原因之一。增强叶片和根中有机酸,糖类,核苷、核苷酸及其衍生物和氨基酸等代谢物的积累,以及叶片中糖酵解、TCA循环和2-氧代羧酸代谢等能量代谢和氨基酸合成和代谢是耐受盐胁迫的主要途径;增强根部有机酸和糖类积累以及根中丁酸代谢、戊糖磷酸途径、TCA循环和丙酮酸代谢等代谢活动,是棉花应对碱胁迫的关键机制。