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长期持续污染条件下植物的生态分化及其分子标记是当前污染生态学领域重要问题。以三个蚕豆品种—K0883，K0502，K0697(分别以A，B，C表示)为实验材料，在大田模拟重金属污染—铅(Pb，处理浓度分别为250mg/kg，40mg/kg)，镉(Cd，处理浓度分别为60mg/kg，10mg/kg)，及复合污染(60mg/kgPb+20mg/kgCd)条件下，连续种植两个世代的蚕豆，分别从数量性状，生理生态指标和分子指标三个方面分析蚕豆种群的变化。其中，数量性状分析包括株高，分枝数，第一结荚节高度，果实数，果实重，豆粒重，20个豆荚含豆粒数，50粒种子重等八个指标，生理生态指标分析包括过氧化物酶(POD)的活性和丙二醛(MDA)的含量，利用SSR分子标记分析了种群的遗传结构，采用彗星测试分析了基因的损伤。研究结果表明：
(1)在高浓度污染条件下生长的蚕豆种群，营养生长方面的性状(株高，第一结荚节高度)变化与对照种群相比，出现显著性差异。以A品种蚕豆的第三世代为例，与对照种群相比，高浓度Cd污染条件下株高下降了23.23％，低浓度Cd污染条件下株高下降8.17％；在复合污染条件下，蚕豆第四世代种群繁育能力方面的数量性状(果实数，果实重，豆粒重等)变化显著。以C品种为例，果实数与对照种群相比上升了51.51％。在所涉及的所有实验种群中，第三世代与第四世代间的营养生长呈现持续降低的趋势；而在繁育能力方面，第三代种群上升，第四代种群下降。品种间分析表明污染抗性能力最高的是C品种。
(2)在高浓度污染条件下，蚕豆种群的生理生态特征呈现显著变化。以A品种第三世代种群为例，高浓度Cd作用下POD酶活性与对照相比下降了32.88％，低浓度Pb处理下POD酶下降了24.90％；在不同世代间，第三世代POD酶的活性显著低于对照种群，而第四世代A、C品种的POD酶活性随着污染浓度的增高而增高。一般地，第四世代种群MDA含量上升的幅度要小于第三世代种群。品种间分析仍为C品种抗性最高。
(3)SSR标记分析表明，经历污染后蚕豆种群其遗传多样性明显降低。以A品种第三世代种群的shannon指数为例，对照种群为0.9038，污染条件下各实验种群相应参数的变化范围为0.6500～0.7196，均小于对照种群。第四世代各品种的分化系数高于第三世代。以B品种为例，第四世代种群Fst(0.1869)大于第三世代种群Fst(0.1238)。实验结果没有发现与重金属抗性直接相关的特异性多态DNA片断。
单细胞凝胶电泳研究结果表明，随着重金属污染浓度的增加，DNA损伤的程度加重，二者存在一定的剂量—效应关系，说明各种重金属处理对蚕豆基因有不同程度的损害。
蚕豆不同品种及其不同世代间的数量性状、生理生态和分子标记参数的综合分析表明，在重金属污染的选择压力下，蚕豆产生了快速分化并形成了旨在提高污染抗性的进化趋向；与此同时，遗传多样性降低，表型变化幅度增大。这种变化在不同品种间存在差异，而且高浓度污染和复合污染条件下产生的生态效应更为明显。