重金属Cd在土壤中的过量积累,不仅对植物体造成巨大的损伤,还严重威胁着人类的身体健康。目前,植物修复技术是修复土壤重金属Cd污染的有效方式之一,杨树由于根系发达、生长迅速等优点,成为修复Cd污染土壤的良好选择植物。之前研究表明,不同杨树基因型地上部分积累Cd的能力具有较大差异。中华长青杨(Populus cathayana)的地上部分Cd积累量较高,而欧美杨(Populus×euramericana)中Cd被大量截留在根中,但是,杨树根和地上部分Cd的分配差异以及对Cd积累能力的影响机制尚不清楚。为了探究Cd在不同组织中积累量差异的原因以及杨树根和地上部分对Cd积累的不同作用,我们将中华长青杨(P.cathayana)和欧美杨(P.×euramericana)进行相互嫁接,然后对所有植株进行为期39天的0和75μM CdCl2处理,并分析了这两种杨树基因型在根和叶中相关生理和分子方面的差异,并得到以下:(1)Cd胁迫下,相对于中华长青杨,以欧美杨作为砧木的植株,其根中Cd的积累量较多。同时,对可能与植物体Cd吸收、转运相关的基因(NRAMP1.3、PCS、ABCC1、ATM3、MTP1、HMA4、PDR8等)的转录表达分析发现,相对于中华长青杨,这些基因在欧美杨根中的表达具有优势。这说明,相对于中华长青杨,欧美杨的根具有较强的Cd吸收、积累和转运能力。(2)Cd胁迫下,相对于欧美杨,以中华长青杨作为接穗的植株,其地上部分各组织的Cd含量以及总积累量相对较高,但是叶片中的H2O2和MDA含量较低,而淀粉和硫醇含量较高。这表明中华长青杨的地上部分具有较优的积累和解毒Cd的机制。(3)Cd胁迫下,以欧美杨作为砧木、中华长青杨为接穗的植株,其地上部分的Cd积累量最高,并且活性氧以及非酶类抗氧化物含量都相对比较低,这说明杨树地上部分Cd的积累可能不仅由根系统的相关机制驱动,还与地上部分有很大的关系。并且,由于以中华长青杨作接穗、欧美杨作砧木的嫁接组合能够积累更多的Cd,且受到氧化胁迫较低,所以可能是进行植物修复的较为有效的方式。