镉（Cd）胁迫可抑制植物生长、诱导氧化应激、引起蛋白质和信号分子异常表达,并抑制多种代谢过程。本研究以烟草K326叶肉原生质体为实验材料,研究了其在Cd胁迫下蛋白质组和代谢组的变化。研究结果如下:1.烟草K326叶肉原生质体制备本研究构建了烟草K326叶肉原生质体分离方法。选取烟草嫩叶作为原生质体分离材料,研究了相关的影响因素,用酶解法得到了高质量的原生质体。2.液相色谱质谱联用技术定量蛋白质组学研究本研究构建了烟草K326叶肉原生质体蛋白质的提取方法,利用液相色谱质谱联用技术联合顺序窗口采集所有理论碎片离子（SWATH）方法检测到3262种蛋白质。采用加权基因共表达网络分析（WGCNA）和K-means共表达分析找到了与胁迫早期（15min）存在较强相关性的5个模块和2个簇,利用构建的蛋白质-蛋白质相互作用网络鉴定到核心蛋白,包括过氧化物酶体生物发生因子11、硫氧还蛋白、核糖体蛋白L9/L14/L3和伴侣蛋白CPN60等。核心蛋白在响应Cd早期胁迫中起着积极作用,通过清除烟草细胞中的过量活性氧和镉离子以及促进抗性蛋白质合成、翻译、折叠来缓解Cd毒性。综上,在蛋白质水平上揭示了 Cd胁迫下的烟草叶肉原生质体Cd中毒原因以及解毒机制和耐受机制。3.气相色谱质谱联用技术的代谢组学研究利用气相色谱质谱联用技术检测到了 Cd胁迫下烟草叶肉原生质体中的131种主要代谢物,其中差异代谢物119种。Cd胁迫早期诱导氧化应激,导致部分蛋白质受损,原生质体通过糖酵解和三羧酸循环加速能量和氨基酸前体的供应,直接或间接参与活性氧清除或抗性蛋白质合成。从整个胁迫过程分析,糖类主要加快能量供应,产生更多胁迫相关蛋白;部分有机酸、氨基酸和腐胺解毒机制相似,在植物重金属结合和抗氧化防御方面发挥重要作用;同时有机酸还能减轻Cd对光合作用的影响,氨基酸还能调节细胞内pH。综上,代谢组学研究能够揭示小分子代谢物响应Cd胁迫机制。