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蔬菜是人类生活的必需品。随着农业经济的快速发展,中国已成为世界蔬菜生产及消费第一大国。近年来,由于城市化、工业化进程不断加快导致的土壤重金属含量超标问题,已严重影响着我国蔬菜的安全生产与人们的身体健康。因此,蔬菜重金属污染及防控修复关键技术的研究日益受到各方面的重视。如今,引起菜田污染的重金属主要有镉（Cd）、铅（Pb）、铜（Cu）、砷（As）等元素。其中Cd是Ⅰ类致癌物,是菜田重金属污染的主要元素,其全国点位超标率达到7.0%。与其它重金素相比,更容易被吸收;它在植物体内的过多积累,会严重损害细胞内的叶绿体,降低叶绿素含量,危害蔬菜的生长发育,最终导致蔬菜食用品质的大幅度下降。与其它重金素一样,Cd对蔬菜及人体的毒害,具有隐蔽性、长期性和不可逆性。蔬菜中过多的Cd可以通过食物链进入人体,严重危害人体的身体健康。因此,蔬菜重金属污染及防控修复关键技术的研究应首先聚焦重金属Cd。目前生产和消费的蔬菜种类很多。有效开展蔬菜重金属Cd污染及防控修复关键技术的研究需要选择一种蔬菜作为研究的切入点。以往的研究表明:叶菜类蔬菜比根茎类和果实类蔬菜更易被Cd等重金属污染。因此,叶菜类蔬菜是考察的首选。大白菜Brassica pekinensis（Lour.）Rupr.是叶菜类蔬菜的一个重要而颇具特色的类别。大白菜起源于中国,是我国分布最广、种植面积最大的蔬菜作物,其食用的安全性对安定人民生活起着举足轻重的作用。因此,以大白菜作为切入点,开展蔬菜重金属Cd污染及防控修复关键技术研究意义深远。本试验就是在上述背景下,选择大白菜作为研究对象,开展了大白菜响应重金属Cd胁迫的分子机制研究,试图为全面揭示蔬菜,特别是叶菜类蔬菜响应重金属镉（Cd）胁迫的主调机制及其在修复菜田中的应用提供参考。在本实验中,首先选取抗病性强的早熟品种GDZ,分别在0、25、50、100μM CdCl2浓度下培养16d后取样,测定转录组间的差异联系,从中分析其控制的代谢途径规律并寻找可能的胁迫响应基因。接着利用原子吸收、非损伤微测技术分别从26个大白菜品种中筛选出高吸收高积累、低吸收低积累Cd的大白菜,分析相应的吸收积累机制,主要结果如下:1.对处理后的GDZ进行分析,观察发现:大白菜幼苗的生长状态有显著变化,随着溶液浓度的增加,生长抑制现象越来明越显（叶片变小,颜色变黄,根长缩短）,体内Cd的积累量呈直线上升。2.利用转录组测序技术（RNA-Seq）,对每个梯度处理的大白菜进行测序分析,结果表明:与对照组大白菜幼苗的叶片相比,在25、50、100μM CdCl2处理条件下分别鉴定到889、1613和3863个差异表达基因。对比GO数据库发现,各自有4、14、22个亚类条目得到显著注释。接着通过KEGG通路分析发现,分别有92、95、115条途径说明Cd胁迫能够严重影响植物的生长发育。3.KEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）通路显示:BraA05g004360.3C作为糖基水解酶家族成员之一,在整个生物学过程中起到至关重要的作用。Cd浓度可能决定了编码糖基水解酶基因的表达量,具体表现为:随着Cd浓度增大,BraA05g004360.3C基因的表达量降低,可能会抑制细胞壁中木质素的合成,致使木质素含量降低,最终导致对大白菜的毒害。因此试验需要进一步验证上述结论。4.BraA04g026280.3C作为编码RBR（Retinoblastoma-Related）蛋白的相似基因,在调节细胞周期、维持细胞增生与分化间的平衡以及调控植物器官形成等过程中可能会与E2F因子结合发挥阻遏作用,抑制细胞分化和基因表达,减少细胞周期活动,最终导致大白菜发育迟缓。5.对26种大白菜品种进行Cd含量测定,随后测定根部对Cd的吸收能力,分别筛选出高吸收高积累大白菜“ZBX”、低吸收低积累大白菜“JL-75”,研究发现大白菜在吸收过程中,吸收速度并不会随着时间的增加一直上升,流速到达某个时间点将不再变化,大白菜品种不同则存在不同的稳定时间点;此外,分别对“ZBX”“JL-75”中的BraA05g004360.3C、BraA04g026280.3C进行验证,结果表明与品种“GDZ”中的基因表达趋势相同。因此BraA05g004360.3C、BraA04g026280.3C作为Cd耐受机制的关键基因,其表达量能够影响细胞壁对Cd的渗透能力以及细胞分裂能力,其次植物的外排机制同样存在差异,从而造成不同品种间的积累差异。综上所述,大白菜在遭受重金属迫害时,Cd浓度可能决定了编码糖基水解酶和RBR蛋白基因的表达量,在不同程度上影响了大白菜的代谢过程,最终抑制植物体的生长发育。同时,不同品种的大白菜在相同浓度的Cd胁迫下,其吸收积累特征存在显著差异,依据上述机制筛选出高吸收高积累、低积累低吸收型大白菜,分别用于土壤修复和食品安全方面,为进一步挖掘大白菜响应Cd胁迫的分子机制具有重要意义。