农业生产正在面临着日益严重的重金属镉造成的土壤污染问题,为了降低镉超标农田的农业生产的风险性,本文通过在镉超标地区开展的大田试验,初步筛选出了适宜于镉超标地区种植的薄皮甜瓜品种,研究了镉在不同薄皮甜瓜品种植株内的分布规律,并探讨了不同镉积累特性薄皮甜瓜品种间Cd²⁺流速和亚细胞分布的差异,研究了不同浓度镉胁迫对不同薄皮甜瓜品种植株生长和抗氧化系统的影响,以及镉胁迫下不同薄皮甜瓜品种转录组的测序分析,为镉超标地区的种植产业结构的调整提供了参考,为研究薄皮甜瓜对镉胁迫响应机理提供理论依据。主要研究结果如下:1、调查样点的农田土壤大部分呈弱酸性,所有样点农田土壤以Cd超标率最高,但均未出现Cr和Pb超标现象。调查样点内甜瓜果实中重金属积累量较低,积累量变化幅度大,其中厚皮甜瓜果实中Cd、Cr、Pb、Hg和As积累量分别为0.016～0.024、ND、ND～0.08、ND～0.001和0.003～0.006 mg·kg^-1,薄皮甜瓜果实中Cd、Cr、Pb、Hg和As积累量分别为0.011～0.032、ND～0.084、ND～0.019、ND～0.004和ND～0.013 mg·kg^-1。薄皮甜瓜果实中镉含量在不同地区和品种间差别较大,因此应对重金属污染区的薄皮甜瓜生产给予更多的关注。2、通过在Cd超标大田土壤中薄皮甜瓜的品种筛选试验,测定了薄皮甜瓜植株不同部位的Cd含量和果实品质。结果表明:薄皮甜瓜植株各部位中Cd的分布规律为:基部茎叶>根>上部茎叶>果实。不同薄皮甜瓜品种对Cd的吸收和积累存在差异,12个薄皮品种甜瓜果实的Cd含量均低于《食品安全国家标准食品中污染物限量》GB2762—2012规定的甜瓜果实中镉的限量指标(0.05mg·kg^-1),其中IVF-28果实内镉含量最低,仅为0.0153mg·kg^-1。3、镉胁迫下甜瓜幼苗的生长受到限制,随着CdCl₂浓度的增加,降低了甜瓜幼苗的株高、茎粗,提高了甜瓜植株CAT、SOD、POD等保护酶活性,增加了H₂O₂、MDA、GSH和PRO的含量。4、采用非损伤微测技术（NMT）对X-T-G和IVF-28甜瓜根系和茎维管束组织中Ca²⁺、K⁺和Cd²⁺流速以及Cd²⁺在根系和叶片中的亚细胞分布进行了测定。结果表明,X-T-G和IVF-28根毛区Cd²⁺呈内流状态,IVF-28的Cd²⁺流速高于X-T-G,而茎基部的Cd²⁺是X-T-G高于IVF-28;根毛区和茎基部维管束的K⁺呈现外排趋势,且茎基部大于根毛区,IVF-28茎基部K⁺流速大于X-T-G;2个甜瓜品种根毛区的Ca²⁺呈内流状态,IVF-28高于X-T-G,而茎基部维管束组织的Ca²⁺表现为外排,X-T-G高于IVF-28。甜瓜根系和叶片中镉的分布规律为:细胞壁>细胞可溶性物质>细胞器,因此,液泡区室化和细胞壁固持是甜瓜对Cd胁迫的重要耐性机制。甜瓜茎基部维管束组织中的Cd²⁺流速能够准确地反映不同品种转运和积累Cd²⁺的差异。5、在X-T-G和X-T-GD中共检测到1302条DEG,其中表达显著上调的基因650条,表达明显下调的基因652条。在IVF-28K和IVF-28D中共检测到3980条DEG,其中表达显著上调的基因有1831条,表达显著下调的基因2149条。跨膜运输和碳水化合物代谢过程是甜瓜在镉胁迫下叶片差异表达基因富集种类最多的生物过程;转移酶活性是在分子功能中差异表达基因富集注释最多的种类;类囊体和细胞质是在细胞组分中差异基因富集最多的种类。