外生菌根是特定的菌根真菌和寄主植物的吸收根互惠共生形成的共生体系，这种共生体系的建立能够增强寄主植物对重金属镉（Cd）的吸收和耐受能力，但是其生理和分子方面的研究机制并不是很清楚。本试验通过将外生菌根真菌卷边桩菇Paxillus involutus(MAJ)接种到灰杨(Populus×canescens)的根系上，使两者互惠共生形成外生菌根，然后对菌根灰杨和普通灰杨分别用0和50μMCdSO4处理40天。在植物收获之前，用活体植物的根进行非损伤试验，在菌根灰杨和非菌根灰杨中，距根尖600μm处是Cd2+吸收最大位置，同时菌根灰杨根中Cd2+净流速大于非菌根灰杨。在测Cd2+流速的同时测了H+的流动状况，通过质膜H+-ATPases抑制剂正钒酸钠的抑制处理试验可以发现，Cd2+的流动跟质膜H+-ATPases呈正相关的关系，所以通过研究跟质膜H+-ATPases相关的基因HA2.1和AHA10.1及其它与Cd2+吸收和转运相关的基因（ZIP2，NRAMP1.1，PCS，ABCC1， MTP1， ATM3和HMA4），发现这些基因在菌根灰杨中相对于普通灰杨都有上调表达。除此之外，外生菌根使灰杨的根系结构发生改变，增大了其总根长、体积和吸收面积，从而导致菌根灰杨吸收和富集了更多的Cd相对于无菌根灰杨。菌根灰杨通过改变碳同化速率、可溶性糖和淀粉含量、营养元素含量、抗坏血酸、谷胱甘肽、游离脯氨酸、硫醇和游离脯氨酸等非酶类抗氧化物及抗氧化保护酶的含量来缓解过量的Cd给灰杨带来的毒害作用。上述结果表明外生菌根通过改变灰杨吸收根的形态和结构特征，扩大了灰杨根系的总吸收面积及部分基因的超表达来促进灰杨吸收和富集更多的Cd，然后又通过提高光合作用能力和可溶性糖和淀粉的含量，还有营养元素及各种酶类及非酶类抗氧化物的含量来缓解过量的Cd给植物带来的毒害作用。