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本文研究了镉胁迫对不同基因型烟草生理和分子机制的影响,以普通烟草K326和黄花烟草（N.rustica）两个不同基因型烟草为试验材料,其中普通烟草K326是叶片镉积累型,而黄花烟草（N.rustica）是根系镉积累型。本文主要通过对不同基因型烟草镉胁迫下的适宜镉处理理浓度、光合作用、抗氧化系统和转录组测序来进行系统研究,得到如下结果:（1）在0μM镉处理下,两种烟草的根长变化量与5μM、10μM、20μM镉处理下相比都是最大的,且在5μM镉胁迫下,根长变化量已经接近在不影响烟草正常生长发育镉胁迫浓度下的最大值,在5μM镉胁迫下,烟草已经明显的受到了抑制,黄花烟草的根长变化量比普通烟草K326的要大,且根系颜色也要比K326深一些,所以本研究对烟草进行镉胁迫处理较适宜的浓度为5μM。（2）以普通烟草K326和黄花烟草（N.rustica）两个不同基因型烟草为试验材料,设置0μM和5μM两个镉处理梯度。镉胁迫能显著抑制两种基因型烟草的光合作用,镉胁迫下,使K326和黄花烟草叶片的叶绿素含量、类胡萝卜素含量、净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾作用都出现下降趋势,但气孔限制值却是升高趋势。普通烟草K326和黄花烟草（N.rustica）品种间的光合参数和叶绿素含量的变化差异也达到显著。（3）镉胁迫下,两个基因型烟草根和叶中的SOD活性、POD活性都呈上升趋势,两种烟草根中的CAT活性均呈呈下降趋势,但在叶中的表达趋势却不同,K326叶中呈上升趋势,黄花烟草叶中呈下降趋势。总体上来看,镉胁迫下,对两种基因型烟草的抗氧化系统都有了显著的影响,但不同基因型烟草的根中和叶中对烟株遭到重金属镉胁迫时所表达的抗逆性程度是不同的,这也可能是和两种烟草是不同部位镉累积有关系。（4）对两种基因型烟草镉处理前后的共12个样品,基于Illumina Hi Seq 2500平台进行测序,共获得87.63Gb Clean data,且每个样品的Clean data均不少于6.17Gb,Q30都不小于93.27%。（5）把测序得到的12个Clean data与K326参考基因组进行比对,普通烟草K326的6个clean reads与K326参考基因组的比对率都高于92.04%,Total mapped比例均超过了70%,黄花烟草的6个clean reads与K326参考基因组的比对率都在70%左右。且K326对照（Nt C）、和处理（Nt T）与黄花烟草对照（Nr C）和处理（Nr T）四个样本的生物学重复间的R2都大于0.92,达到后续分析要求。（6）普通烟草K326烟草根中镉处理前后差异表达基因共有62个,其中上调基因38个,下调基因24个;黄花烟草根中镉处理前后差异表达基因共有26个,其中上调基因17个,下调基因9个;普通烟草K326和黄花烟草对照之间差异表达基因共有30710个,其中上调基因19257个,下调基因11453个;普通烟草K326和黄花烟草处理5μM镉处理之间差异表达基因共有30294个,其中上调基因18996个,下调基因11298个。镉处理后,在普通烟草K326与黄花烟草中有3276个特有的差异基因表达,这些特有的表达基因就很可能是导致两种烟草不同部位镉积累的原因。（7）对差异表达基因进行GO和KEGG富集分析,黄花烟草和普通烟草K326对照间和处理间的差异表达基因在GO上的富集基本一致,在生物过程上,细胞氮化合物代谢,氮的化合物代谢过程和有机氮化合物代谢过程上被显著富集,细胞组分上,胞质部分和细胞质被显著富集,分子功能上,氧化还原酶活性、抗氧化活性、核转移酶活性和核糖体的结构组成被显著富集。KEGG中被显著富集的通路主要有硫代谢、碳代谢、氮代谢、植物-病原菌互作、光合作用、半胱氨酸、植物激素信号传导、苯丙烷生物合成、RNA转运、剪接体、核糖体、类黄酮生物合成、类胡萝卜素生物合成和ABC转运蛋白等通路。其中硫代谢和碳代谢通路和植物抗镉等非生物胁迫有很大的相关性,富集到的氧化还原酶活性、抗氧化活性等GO单元和苯丙烷生物合成、类黄酮生物合成等KEGG代谢通路都和本研究前期在烟草抗氧化酶活性的研究结果有很大的关系,和光合作用相关代谢通路中的某些基因下调也和镉胁迫下烟草的光合色素含量的下降及光和作用的弱化有很大的关系。（8）在两种基因型烟草的根中存在b ZIP,ERF,MYBb HLH,SBP,C2H2,NAC,WRKY等众多转录因子,这些转录因子和镉耐受相关的信号调控有很大的关联,同时这些转录因子大多数都呈下调表达。