大豆（Glycine max（L.）Merr.）是世界上主要的食用油、食用蛋白质和饲料作物。随着现代工农业活动的快速发展,大量的重金属通过人为活动释放到生态系统中,对全球生态环境造成严重破坏。镉（Cd）是生态系统中最常见、最具毒性的重金属污染物之一,对植物生长和粮食生产产生不利影响。镉很容易被植物根系吸收,在茎、叶和种子等其他器官中运输和积累,通过食物链中的生物积累和生物放大作用对动物和人类引起毒性反应。镉能够对植物产生广泛的细胞毒性和遗传毒性,严重影响植物的生长发育。本研究采用对镉敏感性差异较大的两个大豆品种辽豆10（LD10,镉敏感型）和沈农20（SN20,镉钝感型）进行水培法试验,对这两个大豆品种的幼苗进行了不同浓度的镉(0.25-0.5mg·L^-1CdCl₂)处理,研究了不同浓度镉胁迫对大豆幼苗的生长抑制、生理代谢、DNA损伤、细胞周期调控的影响,探讨了镉胁迫下植物的响应及抗性机制,为培育耐镉、低镉积累的大豆品种提供理论依据。主要研究结果如下:1.镉胁迫影响大豆幼苗的生长与对照组相比,0.25mg·L^-1镉处理显著抑制了辽豆10幼苗根系长度,抑制率达到29.84%,但是对沈农20幼苗根系生长无显著影响。当镉浓度超过0.5mg·L^-1,辽豆10和沈农20幼苗根系生长均受到显著抑制。2.镉胁迫对大豆幼苗造成氧化损伤与对照组相比较,0.5mg·L^-1镉处理4天能够诱导辽豆10和沈农20大豆幼苗体内过量活性氧的积累。镉胁迫下,与沈农20相比较,辽豆10幼苗内O₂^-、H₂O₂和MDA含量和根细胞膜损伤程度更高。与对照组相比较,镉处理改变了这两个大豆品种幼苗中抗氧化性酶（SOD、POD、CAT和APX）的活力。镉胁迫下,沈农20幼苗中抗氧化酶的活力均高于辽豆10。3.镉胁迫调节大豆幼苗的糖代谢与对照组相比较,0.5mg·L^-1镉处理4天显著的增加了辽豆10和沈农20子叶中淀粉的含量,但是根系中淀粉含量均降低。同时,镉胁迫增加了辽豆10和沈农20子叶和根系中可溶性糖的含量。4.Cd胁迫对大豆幼苗的根尖造成DNA损伤Cd胁迫会显著增加RAPD多态性的发生频率,并显著降低辽豆10和沈农20根基因组模板的稳定性。与辽豆10相比,在0.25-2.5mg·L^-1的镉处理下,沈农20根尖的RAPD多态性更高,基因组模板稳定性更小。与对照组相比较,0.25mg·L^-1Cd胁迫显著上调了辽豆10和沈农20幼苗根中DNA双链损伤修复基因HR（RAD51和BRCA1）和NHEJ（MRE11和KU70）的表达水平。5.Cd胁迫引起大豆幼苗细胞周期阻滞细胞流式仪分析结果表明,Cd胁迫诱导了辽豆10大豆幼苗根尖G1/S期阻滞和沈农20根尖G2/M期阻滞。镉胁迫调控了幼苗根尖中细胞周期相关基因和DNA损伤应答基因表达。6.大豆MMR基因在Cd胁迫下的作用在Cd胁迫下,MLH1、MSH2和MSH6参与了大豆幼苗根系中DNA损伤的识别和修复。MMR系统的MLH1参与Cd诱导的辽豆10大豆幼苗根中G1/S期阻滞,MSH2和MSH6参与Cd诱导的沈农20大豆幼苗根尖G2/M期阻滞。7.不同大豆品种的Cd耐受机制Cd胁迫下,沈农20中MSH2和MSH6基因的表达水平较高,MSH2和MSH6启动了MutS-ATR/ATRIP信号通路,造成了G2/M细胞周期阻滞,但是G2/M细胞周期阻滞下细胞体积扩大、增殖和复制后修复机制仍可以缓慢进行,从而使SN20表现出较高的Cd胁迫抗性。辽豆10中由于MSH2和MSH6低表达,细胞感知到DNA损伤后,启动了MLH1介导的MRN复合物介导的ATM信号通路,造成了G1/S细胞周期阻滞,抑制了DNA的复制和细胞体积扩大,从而使辽豆10表现出较低的Cd胁迫抗性。