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随着我国工农业的迅速发展,采矿、冶炼、电镀行业废水、废气、废渣的排放,化肥、农药及农用污泥的大量施用,土壤镉（Cd）污染问题日益突出。Cd是植物生长的非必需元素,过量的Cd被植物吸收不仅对植物产生严重的毒害作用,还可经食物链危害人类健康。因此,安全利用污染土壤,生产符合食品安全标准的食品,具有重要的实践和理论研究意义。目前,Cd污染研究主要集中在粮食作物和叶菜类,根菜类的研究报道较少。萝卜作为十字花科萝卜属的一、二年生草本植物,栽培历史悠久,种质资源极其丰富,播种面积在所有蔬菜作物中居第二位。所以,本文拟采用20个不同基因型的萝卜为试验材料,通过分析萌芽期、苗期及成熟期不同基因型萝卜对Cd污染的反应及各部位Cd含量差异,筛选萝卜高、低Cd积累品种并比较其生理生化反应及根际效应差异,揭示高、低Cd积累型的生理生化机制。主要结果如下:（1）萝卜高、低Cd积累品种的筛选采用发芽试验、水培试验和田间小区试验,分别从种子萌发、幼苗生长和全生育期反应分析20个不同基因型萝卜对Cd污染的反应,以筛选萝卜高、低Cd积累品种。发芽试验结果表明:0.5 mg/L Cd对种子萌发的影响较小,1.0 mg/L Cd使多数品种的发芽率受到显著抑制且品种间差异显著。其中,4和6号品种对Cd污染较为敏感,其他品种对Cd污染的耐性较强。水培试验表明:Cd污染对萝卜地上部生长的抑制大于对根部生长的抑制,不同基因型萝卜根部Cd含量随Cd污染水平的提高而增加且品种间差异显著。不同基因型萝卜根部Cd积累量随Cd污染水平的提高变化不同且品种间差异显著。田间小区验证试验表明:不同基因型萝卜根部Cd含量随Cd污染水平的提高而增加且品种间差异显著。综合发芽试验、水培试验及田间试验的研究结果,我们采用根部Cd含量较高的4号品种（H4）和根部Cd含量较低的19号品种（L19）作为后续的研究材料。（2）萝卜高、低Cd积累品种光合及抗氧化系统的差异30天盆栽试验结果表明:随Cd污染水平的提高,L19地上部的生长呈现先增加后降低的趋势,H4地上部的生长则持续下降。1.0和5.0 mg/kg Cd胁迫下,4号品种地上部、根部的Cd含量和积累量均显著高于L19。说明H4吸收、累积Cd的能力较强,对Cd污染反应敏感。随Cd污染水平的提高,两个萝卜品种的光合速率（Pn）、光系统II量子产额(ΦPSII)、电子传递速率（ETR）和光化学淬灭（qP:表征了PSII反应中心的开放程度）均显著降低,非光化学淬灭（qN:以热能形式耗散的光能）明显增加,5.0 mg/kg Cd胁迫时,H4的ΦPSII、ETR和qP分别比对照降低了35%、35%和18%,而L19的ΦPSII、ETR和qP分别降低了11%、11%和13%;H4的qN比对照增加了36%,而L19增加了2%。说明Cd胁迫下,H4 PSII受到损伤,用于光合作用的光能减少,电子传递受阻,进而抑制了光合作用的进行。随Cd污染水平的提高,H4叶片中,丙二醛（MDA）含量显著增加,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性均呈现出先增加后降低的趋势,抗坏血酸（AsA）含量显著下降;根系中SOD活性显著下降,MDA含量、POD和过氧化氢酶（CAT）活性显著增加。L19叶片中SOD活性和谷胱甘肽（GSH）含量呈现出先增加后降低的趋势,As A含量显著降低,POD活性和MDA含量显著增加;根系中SOD活性显著下降,MDA和POD活性显著增加。相比而言,H4叶片及根系MDA含量的增加幅度明显高于L19,说明Cd胁迫对H4的膜损伤更严重。L19叶片的CAT、POD活性均显著高于H4,且其As A含量下降更明显;H4根系的GSH和AsA含量显著高于L19,且其SOD活性下降幅度更大。说明抗氧化酶系统在L19的抵抗氧化防御过程中起主导作用;而在H4中起主导作用的是GSH-AsA循环。（3）高、低Cd积累萝卜品种Cd吸收、转运及其解毒机制差异动力学分析试验表明两个萝卜品种地上部和根部的Cd积累量差异可归因于根系吸收与木质部转运的共同作用。亚细胞分布研究表明H4根系中的Cd主要分布在细胞壁部分,占总量的46%─49%;而L19根系及两个品种叶片的Cd大部分存在于可溶性组分,分别占总量的44%─51%和44%─50%,这可能与植物对Cd的耐性机制有关。与此同时,H4各亚细胞分布Cd含量均高于L19。Cd化学形态研究表明,两个品种根系和叶片中的Cd主要以氯化钠提取态和醋酸提取态为主,分别占总量的64.1%和27.6%。H4叶片的氯化钠提取态及根系的水溶态、乙醇提取态Cd含量及所占比例均显著高于L19,这些结果表明与L19相比,H4中的Cd更活跃,这可能是H4对Cd敏感的原因之一。（4）萝卜高、低Cd积累品种土壤Cd分级及土壤酶活性的差异随Cd污染水平的提高,H4地上部和根部生物量显著降低,L19地上部和根部生物量则没有显著性变化。且H4的根部生物量显著高于L19。随Cd污染水平的增加,H4的根际土壤酸化,而L19的pH值基本保持不变。在不同Cd污染水平的土壤中,Cd主要以碳酸盐结合态和可交换态的形式存在,分别占全量的32%─43%和15%─21%,且H4根际土壤可交换态Cd含量显著高于L19;此外,与L19相比,H4的根际土壤酶对Cd胁迫的反应更灵敏。这些结果说明H4根际酸化,促使Cd由难溶态向有效态转化,使其生物有效性增加,加之其根部生物量较高,所以H4从土壤中吸收累积Cd的能力较强。