随着人类活动和社会经济的发展,土壤镉（Cd）污染对人类健康和生态环境的危害日趋加重。为了修复Cd污染土壤,人们提出了植物修复技术。硅（Si）是地壳中丰度仅次于氧的元素,不仅是高等植物生长的有益元素,而且具有提高植物对重金属毒害抗性的能力,在重金属污染土壤植物修复方面可能有着重要作用。本文以欧美杨（Populus euramericana）无性系I-214为研究对象,利用Hoagland营养液培养技术,研究了Si对Cd胁迫I-214杨毒害作用的逆转效应,探讨了施加外源Si对Cd毒害杨树生理生化和转录组变化的影响,为揭示外源Si缓解植物Cd毒害的生理生化和转录调控机理提供科学依据。本研究的主要结果如下:1.施加外源硅促进了I-214杨植株的生长,增加了植株地上和地下部分的鲜重和干重,增加了植株的株高和地径,逆转了Cd胁迫导致的植株生长下降的现象。2.在Cd胁迫后添加外源Si使净光合速率以及蒸腾速率上升,改善了Cd胁迫下植株的光合能力,使气孔导度升高,胞间CO₂浓度降低。Cd+Si处理逆转了Cd毒性造成的叶绿素含量下降,叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均有提升,揭示了Si对Cd毒性的逆转作用。3.在Cd胁迫后加入外源Si有效降低了H₂O₂、O₂^-·和MDA的含量,显著提高了SOD和CAT的活性,降低了在Cd胁迫下显著升高的POD活性,植株叶片中的可溶性蛋白含量和根系活力也显著提升,而植株叶片中的脯氨酸含量则有所降低,揭示了Si对Cd毒性的逆转作用。4.在Cd胁迫后加入外源Si降低了植株的Cd含量,有效的提升了植株叶片和根的Mn含量以及叶片和茎的Na含量,对Mg含量没有改善,增加了植株根部的Ca、Fe、Mn、Cu和Zn含量。5.对I-214杨Cd和CK处理组进行转录组分析,共发现了954个差异基因（377个上调基因,577个下调基因）,其中有722个差异基因注释到1950个GO条目,又有62个基因注释到81个KEGG通路。而对Cd和Cd+Si处理组进行转录组分析,则发现366个差异表达基因（202个上调基因,164个下调基因）。其中有273个差异基因注释到1325个GO条目,又有22个基因注释到38个KEGG通路。随机选取了10个差异基因进行实时荧光定量PCR验证,验证结果与转录测序结果基本一致,进一步证实了测序结果的准确性。