本文以K326（镉叶片积累型）和N.rustica（镉根系积累型）两个不同基因型烟草为试验材料,通过水培实验体系,对镉胁迫条件下镉积累量、镉亚细胞分布、镉赋存形态、根系构建、根系与叶片亚显微结构、光合作用和碳氮代谢进行对比研究。主要研究结果如下:（1）镉胁迫没有对K326和N.rustica的生物量造成显著影响,但却影响两者对生物量的分配。镉胁迫下,K326将更多的生物量分配至地上部分,而N.rustica则将更多的生物量分配到地下部分。两者对镉的积累也存在显著的不同:K326将镉更多积累在叶片,N.rustica将镉更多积累在根系。镉胁迫下两者的根系构建也存在差异,K326根系表面积和根尖数呈降低趋势,N.rustica根系表面积、根平均直径、根体积和根尖数均呈现出上升趋势。从对镉的转运系数来看,K326的TF_{地下-地上}是N.rustica的TF_{地下-地上}17.34倍,两者对镉从地下部分向地上部分转运能力存在显著差异。（2）镉使K326和N.rustica的净光合速率显著降低。虽K326的下降幅度小于N.rustica,但镉处理后N.rustica的净光合速率仍高于K326。N.rustica净光合速率的下降可能是由于气孔导度的降低与叶绿素含量的降低引起的。而K326净光合速率的下降原因主要是气孔导度的降低。（3）K326和N.rustica的根系与叶片在镉处理后蔗糖合成酶和磷酸蔗糖合成酶活性均没有显著变化。但是镉处理后,K326和N.rustica在蔗糖和可溶性糖分配上存在明显的差异。前者将更多的糖分分配至叶片,后者将糖分更多积累在根系。这种镉胁迫后两者的糖分分配模式与它们生物量的分配模式（N.rustica将更多的生物量分配至根系,K326则将更多的生物量分配到叶片）呈现出相同的趋势。（4）镉处理后,K326和N.rustica的根系与叶片硝酸还原酶活性均降低。镉胁迫下,K326和N.rustica对铵态氮的解毒能力存在一定差异。镉胁迫使K326和N.rustica的叶片铵态氮含量均显著升高（分别升高96.14%和41.59%）;根系铵态氮含量也呈上升趋势,但K326的变化达到显著水平,而N.rustica则变化差异不显著。表明N.rustica根系氮代谢活动能满足其铵循环解毒,而K326则受到一定程度的铵毒害。（5）镉处理后,K326和N.rustica的根系与叶片的镉在亚细胞水平分布趋势没有差异,均表现为:含核糖体的可溶组分>细胞壁组分>细胞核和叶绿体组分>线粒体组分。但K326和N.rustica的根系与叶片的镉在亚细胞内分布比例有一定差别:根系将更多的镉积累在含核糖体的可溶组分,即液泡内,叶片则将镉主要积累在液泡和细胞壁中。这同利用透射电镜直观定位镉的亚细胞分布观察结果基本一致。（6）镉处理后,K326和N.rustica的根系和叶片镉的赋存形态存在差异。K326和N.rustica的叶片镉以氯化钠、去离子水和醋酸提取态为主。K326和N.rustica的根系镉则以氯化钠和乙醇提取态为主,但K326根系中镉以毒性较强的乙醇提取态为第一,而N.rustica根系镉则以毒性较低的氯化钠提取态为第一。说明,N.rustica根系能更好地将镉与果胶酸盐和蛋白质结合,降低镉的毒性,减弱了镉的移动性,从而减轻镉对地上部的毒害作用。