温度是限制苹果栽培区域的一个重要环境因子。本项目以山定子（Malus. baccata Barkh.）为试材，设置变温处理（5 ℃→20 ℃→10 ℃→0 ℃），研究山定子根系呼吸代谢、碳氮代谢关键酶活性等对变温的响应特征，并利用钙肥（1% CaCl2、2% CaCl2、5% CaCl2和1% CaAc2）和抑制剂（EGTA、LaCl3、SO、EB和Thapsigargin），明确钙信号因子对呼吸途径、线粒体功能和物质代谢过程的调控作用，以及钙信号感受器类型。在细胞水平上揭示钙信号因子调控根系呼吸代谢的路径，探讨钙处理调节根系呼吸代谢、养分利用的有效性。为冷凉地区苹果园的土壤管理提供理论指导，也为果树的抗寒生理研究提供参考。.结果表明，钙处理可以在一定程度上抑制山定子根系膜脂过氧化，保护线粒体功能，从而缓解变温胁迫对山定子根系造成的损伤。推测在升温阶段根细胞是通过Ca2+-CaM的方式传递钙信号，在降温阶段则是通过Ca2+-CaM-CaN的方式进行钙信号传递；外源Ca2+是通过改变细胞内Ca2+、CaM和CaN的结合方式来改变逆境信号的传递路径，调节线粒体的功能，缓解温度胁迫。. 不同浓度钙对山定子根系碳氮代谢的调节作用明显不同。0.5%CaCl2在较低温度下对根系代谢的保护效果较好，5.0%CaCl2在较高温度下对根系代谢的保护效果较好。总的来说，2.0%CaCl2对温度逆境下根系碳氮代谢的保护效果好于其他处理。钙抑制剂处理的结果表明，不同温度逆境下参与逆境信号传递的钙信号因子不同。.变温胁迫中，外源钙处理通过上调氮代谢关键酶活性，提高TCA和PPP等呼吸途径运行的比例的方式，调整根系呼吸代谢，并且在降温阶段通过Ca2+•CaM方式进行逆境信号转导，以适应不良外界环境。在降温阶段，抑制CaM能够导致根系呼吸途径发生明显改变，使EMP-TCA 受阻，NR和NADH-GDH活性下降，树体的氮素循环水平降低，最终引起呼吸速率的显著降低。. 除1.0% CaCl2处理外，其他钙盐处理能较好的保护山定子幼苗叶片捕获和利用光能的能力。2.0% CaCl2和1.0% CaAc2处理在较低温度下能够缓解叶片光抑制的程度。.