深色有隔内生真菌(Dark septate endophyte,DSE)是主要分布于植物根细胞内或细胞间隙的一类小型内生真菌,具有促进宿主植物生长和提高镉(Cd)耐性的生态效应,但鲜有DSE对不同作物品种生长和Cd耐性影响的研究报道。本文采用相对高累积Cd(盘玉3号)和低累积Cd(路单8号)的2个玉米品种,在砂培与Cd胁迫(0、30 mg/kg Cd)条件下,研究接种一株DSE-嗜鱼外瓶霉(Exophiala pisciphila)对2个玉米品种生长、根系形态、根系细胞壁Cd含量、生理生化及相关酶活性和Cd相关转运基因表达的影响,结果表明:(1)Cd胁迫下,接种DSE会改善两个品种玉米生长与根系形态,增加根系巯基化合物含量及相关酶活性,但存在品种间差异。盘玉3号和路单8号对DSE的综合响应指数分别为530.6%和727.7%,其中盘玉3号根系生物量、根系形态、根系构型和根系巯基化合物含量及相关酶活性对DSE的综合响应指数分别为42.3%、404.4%、43.7%、100.8%和-60.8%,路单8号根系生物量、根系形态、根系构型和根系巯基化合物含量及相关酶活性对DSE的综合响应指数分别为60.1%、567.4%、103.5%、62.9%和-66.1%。可见,路单8号玉米对DSE的综合响应指数高于盘玉3号。(2)DSE会差异性调控两个品种玉米Cd含量与累积。接种DSE导致盘玉3号地上部Cd含量和累积Sediment remediation evaluation量分别显著降低49.1%和110.0%,但地下部Cd含量和累积量显著增加11.0%和58.0%;路单8号植株Cd含量和累积量均显著降低,分别降低了91.6%和80%。可见,接种DSE差异性调控盘玉3号、路单8号地上部、根系Cd含量及累积量。(3)DSE处理通过改变细胞壁理化性质,促进根系细胞壁的Cd含量。接种DSE导致盘玉3号、路单8号根系细胞壁Cd含量分别增加67.6%和20.8%;半纤维素、果胶和果胶甲酯酶(PME)、Zm PME1、PME14和XCD1含量(表达量)显著增加,木质素、肉桂醇脱氢酶和木葡聚糖内转糖苷酶含量显著下降。此外,相关性分析表明,根系细胞壁Cd含量与半纤维素、木质素、PME、Zm PME1、PME14和XD1含量(表达量)呈(极)显著正相关,与总果胶、CAD、XET含量呈极显著负相关;(4)Cd胁迫下,接种DSE导致盘玉3号根系Zm ZIP2、Zm ZIP6、Zm NRAMP5、Zm NRAMP1和Zm ABCC6表达量显著增加51.8%、27.8%、92.3%、146.6%和57.9%,Zm HMA3表达量显著降低38.6%,路单8号根系Zm ZIP6和Zm ABCC6表达量显著增加37.7%和82.4%,Zm ZIP2、Zm NRAMP5、Zm NRAMP1和Zm HMA3表达量显著降低41.7%、41.6.5%、31.0%和12.3%。(5)相关性分析表明,根系Cd累积量与根长、根体积、根表面积、分枝数、根尖数、非蛋白巯基和谷胱甘肽还原酶含量呈(极)显著正相关,但与γ-谷氨酰半胱胺酸合成酶含量呈(极)显著负相关;根系Cd含量与Zm NRAMP1表达量呈极显著正相关,但与Zm ZIP2表达量呈极显著负相关;根系Cd累积量与Zm NRAMP1表达量呈极显著正相关,但与Zm ZIP2和Zm NRAMP5表达量呈(极)显著负相关;(6)通过结构方程模型(SEM),我们研究发现,DSE会均会通过差异性调控两个品种玉米根系形态、细胞壁组分及巯基化合物等途径提高植株对Cd的累积,但存在品种间差异,其中DSE处理主要通过调控盘玉3号细胞壁组分及相关酶活性(半纤维素、总果胶、果胶甲酯酶和Cd)和相关基因(PME14和XD1)的表达直接或间接影响根系Cd累积,而FUT-175抑制剂路单8号玉米测是通过调控根系生长(根尖数、根表面积、根尖密度、比根长、比根表面积)和巯基化合物(非蛋白巯基和还原性谷胱甘肽)含量及相关酶(谷胱甘肽合成酶和γ-谷氨酰半胱胺酸合成酶)活性来直接影响根系Cd累积。综上,DSE会通过差异性调控两个品种玉米根系形态,增加根系细胞壁半纤维素、果胶和果胶甲酯酶的含量与巯基化合物还原型谷胱甘肽、植物络合素、非蛋白巯基、谷胱甘肽还原酶和植物络合素合酶的含量,从而提高植株的RSL3供应商Cd耐性,此外,还会通常调控根系Cd转运基因限制Cd的转运。