土壤重金属污染是一个难以彻底解决的全球性棘手问题。其中，重金属镉(Cd)是植物非必需的微量元素，对植物有很强的毒性。因此，对土壤污染的早期诊断是十分重要的环节。单纯依靠化学方法进行污染诊断，不能表征土壤环境的整体质量特征。生物标记物是指示环境中污染物危害效应的生物信号。利用生物标记物进行污染土壤的检测和定量分析是最可行的方法之一。本文借助M&S营养液培养的方法，以模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)为试材，应用随机扩增多态性DNA(Random amplified polymorphic DNA，RAPD)技术、克隆测序方法研究了在不同胁迫水平(0、0.125、0.25、1.0、3.0mg-L-1)下Cd对拟南芥幼苗生长、生理及分子水平的毒性效应，并在此基础上，比较、分析了不同测试指标对Cd胁迫响应的敏感性，进而筛选出对Cd胁迫响应敏感的生物标记物。因此，本研究不仅为Cd污染的生态风险评价提供了一定的理论依据，还为诊断Cd污染提供了快捷有效的生物标记物。主要结果如下：　　 1．不同浓度(O、0.125、0.25、1.0、3.0 mg．L-1) Cd处理21天后，拟南芥幼苗叶片数和叶片鲜重变化均不明显；　　 2．不同浓度(O、0.125、0.25、1.0、3.0 mg．L-1) Cd处理21天后，拟南芥幼苗叶片的可溶性蛋白质含量随Cd浓度的增加呈倒U字型曲线变化，但其叶绿素含量变化不明显；　　 3.12条寡核苷酸引物中，有5条引物扩增出稳定、特异的PCR产物。拟南芥幼苗叶片基因组的RAPD图谱中，对照组RAPD图谱中分辨出44条清晰的条带。Cd胁迫使拟南芥幼苗叶片基因组的RAPD图谱发生了改变，包括条带的增加、缺失和条带荧光强度的改变，且与Cd剂量相关：　　 4．回收特异性条带，经T-A克隆后测序，用BLATS程序在NCBI上进行比对，处理组相比于对照表现出了较高频率的碱基突变，碱基突变的类型包括碱基的转换、缺失和插入等。本实验数据显示构成DNA的4种碱基均能被Cd胁迫发生变异，其中胞嘧啶发生突变的频率较高。但是，Cd胁迫造成的拟南芥基因组DNA碱基突变的位点比较离散，因此寻找明显的突变热点来作为生物标记物还需进一步的研究证明。