镉是一种高毒性的有害重金属。近年来,由于人类活动的加剧,土壤镉污染日益严重。而镉能够通过食物链的富集危害动物和人类的健康。因此,修复镉污染的土地、提高中轻度镉污染土壤植物生长和作物安全已经成为农林业发展亟需解决的问题。植物修复由于花费低、适应性广和无二次污染被认为是修复土壤重金属的一种有效的生物技术手段。杨树根系发达、生长速度快且地上生物量较大,是重金属污染土壤修复的优良候选植物。研究发现,杨树可以从土壤中富集大量重金属并且表现出较强的吸收耐受性。然而,由于不同杨树无性系间的种内遗传差异,其对重金属的积累和耐受性也存在差异。氮素是构成植物的大量营养元素,随农业农艺的发展,氮肥利用率越来越高。植物主要吸收利用NO₃^--N和NH₄⁺-N作为无机氮源,而供氮形态对植物生理生化影响不同。关于氮素对镉胁迫的缓解作用已有一些研究报道,但关于供氮形态对植物耐镉性的调控作用机制尚少见报道。本论文以不同氮缺乏敏感性的两个杨树无性系（南林1388和南林895）为材料,采用生理生化技术,围绕不同供氮形态下两种杨树无性系对镉胁迫的响应差异及其机理、重金属镉诱导产生的胁迫对根系和叶片细胞壁特性的影响、不同供氮形态与镉胁迫互作下碳氮代谢的影响等方面进行了研究。取得的主要结果如下:1)不同供氮形态下两种杨树无性系对镉胁迫的差异性响应通过生理生化指标和扫描电镜-能谱分析联用,测定分析了不同供氮形态下两种杨树无性系对镉胁迫的差异性响应。结果表明,对低氮胁迫不敏感无性系南林1388在NO₃^--N和NH₄⁺-N下都比低氮胁迫敏感无性系南林895具有更强的耐镉性。镉胁迫下,两种无性系的镉分布、转运、离子稳态和抗氧化能力不同,且不同供氮形态（NO₃^--N和NH₄⁺-N）具有不同耐性机制。NO₃^--N下,与南林895相比南林1388减少了镉根部向地上部的转运,提高了抗氧化性和有效的镉螯合能力,且NO₃^--N促进了南林1388叶片和叶脉上表皮镉的分布,这对植物光合系统有一定保护作用。NH₄⁺-N显著促进了两种无性系的镉积累和根系向地上部的转运,增加了对两种无性系的胁迫程度;其中南林1388通过提高树皮镉含量和叶片与树皮中较高的磷硫比,提高耐镉性;NH₄⁺-N促进了叶片下表皮和维管组织镉的分布,尤其是南林895。2)不同供氮形态下两种杨树无性系对镉胁迫的细胞壁响应调控机制通过测定细胞壁镉含量、细胞壁成分变化、营养元素含量和各细胞壁组分傅里叶红外光谱（FTIR）变化,研究了不同供氮形态下两种杨树无性系对镉胁迫的细胞壁响应调控机制。结果表明,NH₄⁺-N下南林1388与南林895叶片与根系细胞壁镉含量均显著增加,这可能是两种杨树无性系降低镉毒的有效策略;且南林1388主要在根系增加细胞壁镉富集,而南林895向叶片转运较强,叶片细胞壁镉富集能力远大于南林1388。镉胁迫下两种杨树无性系对镉的富集作用可能与细胞壁多糖含量有关,NO₃^--N下南林1388细胞壁多糖较高,而NH₄⁺-N下南林895较高。利用傅立叶红外光谱技术表征了南林1388和南林895叶片、根系细胞壁及其组分上镉吸附位点的官能团信息。研究结果表明,镉主要与细胞壁纤维素、半纤维素和木质素中的羧基官能团发生结合作用。镉胁迫下,叶片、根系细胞壁及其组分上蛋白质二级结构中肽键间氢键的结合力得以增强,促进了一些多糖类物质合成,从而使南林1388与南林895在镉胁迫下显现出一定的适应性。3)不同供氮形态下两种杨树无性系对镉胁迫的碳氮代谢响应机制通过碳氮同位素测定、碳氮化合物测定和透射电镜观察分析,研究了不同供氮形态下两种杨树无性系对镉胁迫的碳氮代谢响应机制。结果表明,镉胁迫下不同低氮敏感性无性系在不同的供氮形态（NO₃^--N和NH₄⁺-N）具有不同的养分适应策略。NO₃^--N下南林1388光合氮利用效率、光系统II的实际光合效率和葡萄糖含量等显著高于南林895,此时南林1388可能通过提高自身生长速率增加生物量合成稀释体内镉浓度,降低了镉毒,提高了自身耐镉性;而南林895可能通过合成较多碳氮代谢产物提高自身耐性（如蔗糖与某些功能氨基酸等）。NH₄⁺-N下南林895淀粉、蔗糖含量显著高于南林1388,光合氮利用效率、光系统II的实际光合效率、葡萄糖、某些功能氨基酸含量等均显著低于南林1388;且NH₄⁺-N下两种无性系均表现出显著的淀粉粒积累特征,南林895的叶绿体几乎被淀粉粒所占据,光合器官受损更为严重;这可能由于NH₄⁺-N下镉胁迫对两种杨树无性系造成的损伤较大,南林1388增加碳氮化合物的储存来应对镉胁迫,而南林895受到胁迫较严重。