镉（Cadmium,Cd）是一种毒性较强的重金属污染物,由于农业投入品化肥和农药过量使用导致土壤中Cd含量升高,土壤Cd污染已成为当今社会普遍关注的问题。植物细胞壁是调控植物生长发育和逆境响应的重要因子,已报道植物细胞壁能够保护细胞质免受Cd胁迫的毒害,但对于细胞壁多糖组分等亚细胞结构对Cd的吸附固定机理仍不清楚。本研究以经典模式植物番茄为研究对象,从植物组织、细胞和亚细胞结构中Cd的分布规律,内在吸附机理以及转录组学调控机制等多个方面研究了 Cd胁迫下番茄细胞壁多糖组分的响应机制,主要研究内容和结果归纳如下:（1）对不同浓度Cd胁迫下番茄生物量、不同器官Cd累积、亚细胞分布、细胞壁多糖含量、细胞壁多糖组分Cd含量以及细胞超微结构的响应进行了研究。结果表明,随着Cd胁迫浓度的升高,番茄幼苗的生物量显著降低、各器官和亚细胞组分中的Cd含量升高,Cd对根系的影响大于茎和叶片;植物各组织的亚细胞分布结果表明85.02%～88.82%的Cd被储存在细胞壁和可溶性组分中;根果胶中Cd含量占细胞壁总含量的45.33%～46.39%,茎和叶半纤维素中Cd含量分别占细胞壁总含量的60.01%～60.99%和63.87%～72.92%;SEM-EDS和TEM结果进一步说明,番茄将进入根系和叶片组织中的Cd与细胞壁内的物质形成胞内晶体从而固定在皮层组织中,并且表现出细胞壁增厚的现象。以上结果表明,番茄能够通过调节细胞壁多糖组分对Cd离子的固持贡献率,增强根细胞对Cd的固定来减少Cd从根细胞壁向地上组织运输。（2）对番茄不同组织细胞壁多糖各组分进行了 Cd的吸附动力学和吸附等温线实验,并运用SEM、XPS、FTIR等相关表征手段探讨了细胞壁多糖各组分的吸附特征和吸附机理。结果表明,番茄各个组织的果胶、半纤维素和纤维素对Cd2+的吸附量分别为2.51 mg/g-3.49 mg/g、1.62 mg/g-2.27 mg/g和2.93 mg/g-3.89 mg/g;等温吸附模型证实,各多糖组分对Cd的吸附过程均符合Langmuir模型,即Cd2+的吸附以单层吸附为主;动力学研究表明,各多糖组分对Cd2+的吸附行为均更符合准二级动力学模型,表明多糖组分对Cd2+的吸附过程主要是通过离子交换、螯合等化学吸附控制;XPS和FTIR表征结果表明,番茄各组织细胞壁主要组分吸附Cd2+的过程中Cd2+可以直接取代羟基和羧基中的氢,引起伸缩振动峰的移动,其中,果胶组分和半纤维素组分中分别为羟基和羰基发挥主要作用,纤维素组分中主要为羟基和多糖链含氧官能团参与Cd2+的吸附过程。（3）通过转录组学技术,挖掘了参与Cd胁迫响应的转录因子基因以及细胞壁相关基因,并进行了 RT-qPCR验证。结果表明,在根中发现了1147个显著性上调的基因和868个显著性下调的基因,在叶中找到了 632个上调基因和 562 个下调基因;包括 bHLH、AP2、MYB、C2H2、thrhelix、WRKY、HSP和NAC等一系列转录因子家族基因能够参与番茄对Cd胁迫的响应,其中编码WRKY、HSP、MYB、bHLH的基因大部分上调,编码ETH的基因几乎全部下调;Cd胁迫调控了大量细胞壁生物合成相关酶基因的表达,包括聚半乳糖醛酸酶、纤维素合酶、UDP糖基转移酶、果胶甲酯酶等在内的一系列基因;利用RT-qPCR检测了转录因子基因以及细胞壁相关基因共8个基因的相对表达量,其表达模式与转录组RNA-seq数据一致,表明转录组测序结果的准确性和可靠性。以上结果表明,Cd胁迫下番茄通过转录因子调控细胞壁合成相关酶基因的表达能够促进细胞壁的生物合成,尤其是根中细胞壁Cd固定过程,来提高植株对Cd毒害的缓解。