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当前镉(Cd)污染严重影响着农业生态环境和可持续发展。植物修复是Cd污染土壤修复的重要潜在技术。硅(Si)是植物的有益元素,能增强植物抗逆性,在植物修复中具有广泛的应用前景。本文以欧美杨无性系1-214为研究对象,采用Hoagland营养液水培方式,研究Si对Cd胁迫下1-214杨的生理和转录测序,以揭示施加Si缓解1-214杨Cd毒害的机理。主要结论如下:(1)Si通过改善1-214杨的根系活力、加强1-214杨根系对水分和养分的吸收。并通过降低活性氧的生成和脂质过氧化程度,增加可溶性蛋白与Cd的结合和茎部对Cd的吸收来缓解Cd对1-214杨幼苗的毒害作用。(2)非酶抗氧化系统可能不是Si缓解1-214杨幼苗Cd胁迫的主要途径。(3)以pval<0.05且Fold change ≥ 2为差异基因的筛选标准。Cd处理组与对照组相比,共有146个差异表达基因,其中86个上调基因,60个下调基因。Cd+Si处理组与Cd处理组相比,共有540个差异表达基因,其中214个上调基因,326个下调基因。(4)差异表达基因GO和KEGG富集分析得出:Cd处理组与对照组相比,主要涉及热休克蛋白、小热激蛋白(HSP20)、细胞色素P450、硫氧还蛋白;Cd+Si处理组与Cd处理组相比,主要涉及转录因子WRKY、GRAS、DELLA、蛋白激酶以及钙结合的EF手结构。实时定量荧光PCR验证结果与测序结果中基因变化趋势基本一致。(5)以对照组SNP和InDel事件发生数量为参照,Cd+Si处理组比Cd处理组的SNP事件数量升高2.45%;InDel事件数量升高3.08%。同时新转录本预测中新外显子区域占了 94.99%。Si可能通过提高SNPs和InDels事件的发生率以及诱导新外显子区域的形成来缓解Cd胁迫对I-214杨正常生长的抑制作用。