籽粒苋是著名的富钾植物，而目前尚缺少对其富钾特征、钾素吸收、转运和分配方面的系统认知。近年来的相关研究表明，籽粒苋也具有优越的重金属富集能力，可作为重金属污染土壤的生物修复材料。基于钾素营养的籽粒苋耐镉机理的研究尚不完善。本文主要针对籽粒苋的富钾特质及其与重金属镉耐性/富集能力的内在机理与联系，开展了进一步研究。　　 本文对籽粒苋的钾素吸收与转运特征、分配效率进行了研究，并通过解剖形态观测、钾素吸收基因的克隆与研究等手段，进一步了解了籽粒苋的富钾特征与机理。本研究对籽粒苋的镉生物学响应与富集特征进行了探索，探讨了籽粒苋耐受镉毒害的生理机制，初步揭示了籽粒苋的钾素营养状况与其耐镉性之间的联系。　　 本文的主要结果如下：　　 1、钾素主要富集于籽粒苋的地上部。在高钾水平下，地上部含钾量可达8％；而根系含钾量则不足3%。较高的外源钾素浓度有利于钾素在籽粒苋向地上部的分配。解剖形态观测表明，籽粒苋的输导组织由生理效率较高类型的导管组成。这些结果表明籽粒苋有很强的地上部钾素输送和贮存能力。　　 2、籽粒苋根系吸收钾素的表观特征为高亲和吸收(Km=0.49 mmol·L-1)，而高浓度钾(20 mmol·L-1)明显抑制籽粒苋根系的生长，表明籽粒苋对低浓度钾有较强的吸收利用能力。　　 3、本研究克隆获得籽粒苋钾转运蛋白基因AmthKUP1勺全长序列(新基因NCBI登录号：JN641757)。AmthKUP1在籽粒苋全株输导组织强烈表达，表达水平受缺钾、镉处理和环境胁迫条件PEG、ABA、H2O2和NaCl的均诱导。　　 4、籽粒苋表现出对高浓度镉的耐性。在高浓度下(45μmol·L-1)，镉的富集系数可达30。镉处理导致籽粒苋的叶绿素和蛋白质含量减少，但随着镉浓度的增加，叶绿素和蛋白质含量的减少量不再大幅度增加。表明籽粒苋较能耐受高浓度镉的毒害。　　 5、镉处理增强了钙调素基因CaM的表达，促进体内Ca2+的迁移，稳定了细胞内Ca2+水平。表明可能有Ca2+信号转导系统参与籽粒苋的耐镉响应。　　 6、提高籽粒苋的富钾状况可有效缓解镉对籽粒苋生长的抑制作用，降低活性氧清除系统和有氧呼吸能量代谢关键酶的启动活性，表明籽粒苋的富钾特性与其耐镉性之间存在密切的关联。　　 综上所述，籽粒苋对低浓度钾有较强的吸收利用能力，并具有向地上部输送和贮存钾素的结构特征。籽粒苋的富钾特性与其对镉毒害的耐性密切相关。