随着乡村振兴和生态文明建设的深入推进,果园栽培条件,尤其是果园土壤质量备受关注。含铜（Cu）农药、化肥的不合理施用、污水灌溉等导致苹果园土壤重金属Cu含量超标。Cu是果树生长发育的微量必需元素,但过量Cu会对果树产生毒害作用,引起代谢紊乱,生长受阻。将园艺作物嫁接到合适的砧木上能减少过量Cu的积累并提高植物对Cu的耐受性。氮（N）是植物生长发育所必需的大量营养元素,适当的N管理可以提高植物Cu耐受性。但是N如何影响果树对Cu的吸收、转运和耐受性?其生理和分子机制尚不清楚。果园生草具有改善土壤质地,增加果园微生物多样性及改善果实品质等优点,同时影响树体对Cu等重金属的积累和耐性,但其具体的生理分子机制尚不清楚。因此,本研究探索了苹果砧木调控树体Cu吸收、转运和解毒的机理。通过改变外源N供给水平,研究了N调控苹果吸收、转运与积累Cu的生理分子调控机制;同时研究了自然生草缓解苹果Cu毒害的生理分子机制。主要研究结果如下:将‘寒富’（HF）苹果（Malus domestica Borkh.）嫁接到Cu积累和耐性差异明显的两种砧木山定子（M.baccata Borkh.,Mb）和海棠果（M.prunifolia Borkh.,Mp）上,进行0.125或15μM Cu SO4.5H2O处理20 d。表明在过量Cu胁迫下,与HF/Mp相比,HF/Mb具有更低的生物量、更严重的根系变形和叶片超微结构损伤。HF/Mp根中Cu含量和生物富集系数（BCF）均高于HF/Mb,而HF/Mb茎和叶中Cu含量高于HF/Mp。过量Cu胁迫降低了两种砧穗组合苹果幼苗根和地上部分BCF及转运系数（Tf）,但HF/Mb的Tf高于HF/Mp。Cu在根和叶中的亚细胞分布表明,过量Cu处理增加了Cu在根细胞壁中的固定,降低了Cu的迁移率。与HF/Mb相比,HF/Mp将更多的Cu固定在根细胞壁上,而叶片质体、细胞核和线粒体中的Cu含量较低。此外,HF/Mp根和叶中水不溶态Cu含量高于HF/Mb,降低了Cu的迁移率和毒性。FTIR分析表明纤维素、半纤维素、果胶和蛋白质的羧基、羟基和酰基胺基是根细胞壁中Cu的主要结合位点。在过量Cu胁迫下,HF/Mp叶中O2.-和MDA相较于HF/Mb分别降低了28.6%和5.1%,但可溶性酚、ASC和GSH分别提高了10.5%、41.9%和17.7%。与HF/Mb相比,HF/Mp根和叶中与Cu转运相关基因下调表达,与Cu解毒相关基因上调表达。这些结果表明,Mp通过调控Cu的迁移、抗氧化防御机制以及参与Cu转运和解毒相关基因的表达进而抑制Cu向接穗的转运,减轻树体Cu毒害。为了研究N素调控苹果Cu吸收、转运与积累的作用机制,对苹果幼苗进行15μM Cu和低,中和高水平N（0.4、4和16 m M N）处理20 d。表明过量Cu胁迫抑制了苹果幼苗的光合作用和气孔开放度、降低了色素含量和生物量的积累,但随着N供给浓度的增加,这种抑制作用逐渐缓解。与中N供给相比,低N供应增加了根中Cu含量,降低了茎和叶中Cu含量,而高N供给却降低了根系对Cu的吸收,增加了茎和叶中Cu含量。增加N的供给能提高Cu在苹果幼苗根、茎和叶的表皮和皮层组织的分配。适量N供给提高根细胞壁中Cu含量、各组分Cu含量、各组分含量和水不溶态Cu占比。增施N提高苹果幼苗各组织N含量,N吸收和同化过程,苹果幼苗各组织绝大多数氨基酸和有机酸的含量增加。随着N供给水平的增加,过量Cu胁迫诱导的ROS的积累量逐渐减少,但根和叶可溶性糖和淀粉含量增加。与此一致,增加N供给水平,苹果幼苗根和茎游离脯氨酸、茎和叶可溶性酚、茎T-SH含量以及根POD活性显著升高。转录组测序结果表明,苹果幼苗根中有9687个基因响应N和/或Cu供给变化而显著差异表达。GO富集分析结果表明,DEGs分别显著富集到21个生物过程、7个细胞组分和59个分子功能中。KEGG富集分析表明,DEGs主要富集到21个代谢通路,主要包括苯基丙烷生物合成、氮代谢、亚麻酸代谢、植物-病原互作和淀粉和蔗糖代谢等通路。根据生理变化,鉴定出了一些参与Cu吸收、转运和解毒,细胞壁和N代谢及同化关键m RNA。通过差异基因共表达分析,发现差异表达基因与绝大多数生理指标数据显著相关,共同构成了生理指标-转录组互作网络,该网络中的蓝绿色模块中的hub基因中有9个WRKY转录因子可能参与Cu解毒。为了研究自然生草缓解苹果幼苗Cu毒害的机制,对苹果幼苗进行自然生草和Cu处理70 d。自然生草提高了根际土壤Cu含量,降低了有效Cu含量,增加了土壤碱解氮、速效磷、速效钾、有机质（SOM）含量、土壤酶活性和微生物多样性。土壤碱解氮、速效磷、SOM、微生物量氮和碳、脲酶和过氧化氢酶是影响土壤有效Cu含量的主要因素。自然生草缓解了Cu胁迫引起的植物光合和根呼吸的抑制。生草后草吸收了一定量的Cu,苹果幼苗各组织中Cu含量显著降低。与清耕相比,生草处理降低了Cu胁迫引起的苹果幼苗ROS产生,而根和叶中可溶性糖,叶中淀粉含量,茎和叶中游离脯氨酸和ASC含量,根和茎中可溶性酚含量,根和叶中T-SH含量以及根中SOD活性,叶中POD活性,根、茎和叶中CAT活性,茎中APX活性及根和叶中GR活性较高。自然生草处理降低了Cu胁迫下苹果叶中参与Cu吸收的相关基因如COPT1、COPT2、COPT6、ZIP2和ZIP4以及根和叶片中参与Cu转运的基因如COPT5、HMA1、HMA6和HMA8的表达量,增加了根和叶中参与Cu解毒的相关基因如CCS和ABCC2的表达量。这些结果表明,果园生草后,草会吸收一定的Cu,生草后土壤SOM含量、土壤酶活性和土壤微生物多样性增加而根际有效Cu含量降低,最终减少苹果幼苗对Cu的吸收和转运。自然生草处理激活了抗氧化防御系统,抑制了苹果幼苗根和叶中与Cu转运相关基因的表达,而诱导了与Cu解毒相关基因的上调表达,进而提高植株Cu耐受性。