重金属和有机物复合污染场地普遍存在，污染场地的植物毒理研究对场地污染植物修复和场地利用规划十分有意义。为探索重金属和多环芳烃复合污染对植物的生长胁迫作用机理，本文以重金属铜、镉和多环芳烃芘为土壤污染物，通过开展盆栽试验，一是研究土壤复合污染物对玉米根系的损伤、生长的抑制，生理指标如叶绿素、丙二醛、抗氧化酶的变化，从而了解污染物对玉米的复合毒性作用；二是研究单一、复合土壤污染下，重金属铜、镉在玉米各组织中的积累变化，分析芘对重金属在玉米中积累的影响；三是通过对复合污染下的玉米根系土壤微生物测序，分析重金属和芘对根系细菌丰度和多样性影响，同时试图找出重金属铜、镉和芘的耐性菌；四是通过对复合污染土壤下玉米根系转录组测序，分析铜、镉和芘对根系基因表达的影响，探究差异基因与玉米中毒和重金属积累的分子机理。具体得出的结论如下：
　　(1)对芘、铜和镉处理下的玉米幼苗生长及生理指标的分析发现，芘、铜、镉均能导致玉米机体的受损，复合芘、铜或芘、镉处理相比于单一重金属胁迫并不一定导致玉米幼苗受到的毒害加深，Abott公式，验证了芘、铜和芘、镉复合处理对玉米幼苗的毒性均存在拮抗作用，尤其在低浓度时更为明显。
　　(2)芘、铜复合处理下，玉米组织中铜的浓度大小规律为根＞茎(叶)，对于芘、镉复合，则有根＞叶＞茎。相比于单一铜处理，复合芘、铜处理在高浓度下根中的浓度显著降低，同时，所有处理叶中铜的富集量显著高于单一铜处理；单一镉及复合芘、镉处理下，高浓度下的芘、镉复合处理根中镉的积累相比单一镉处理显著降低，而在低浓度复合处理下，叶中镉浓度对比单一镉处理显著升高，高浓度下则有所降低。
　　(3)对根系样本细菌的α-多样性分析中，发现复合处理下，相比于单一重金属处理样本，芘能增加样本的OUT数，但细菌多样性均低于单一芘、铜、镉处理。对细菌目水平的分析中，发现黄色单胞菌目是种植玉米下，芘、铜复合处理土壤中的优势目，其与伯克氏菌目是根系土壤中的耐铜菌目；黄色单胞菌目、鞘脂单胞菌目是镉处理下根系土壤的优势物种；棒状杆菌目则是芘污染土壤中优势目。对细菌属水平的分析中，溶杆菌属具有明显的耐铜、镉污染特征，同时证实分枝杆菌属是芘降解菌。
　　(4)对玉米幼苗根系差异基因表达分析发现芘能够导致玉米根系脱落酸、过氧化酶等相关基因表达的上调；铜则增加了玉米无机离子转运和代谢、种子休眠、信号传导、叶绿体转移酶活性等相关生物过程基因的表达；镉处理导致了重金属结合蛋白、过氧化物酶活性、液泡跨膜相关基因的上调；复合处理对比单一重金属处理样本，发现与衰老特异性蛋白质水解有关的基因均显著上调。对重金属解毒和耐性相关基因的分析中，发现铜处理土壤中，芘的存在可能增加了玉米根系铜的跨膜运输和铜与机体内蛋白的结合；镉刺激了玉米根系细胞金属相关基因的表达，但相比于单一镉处理，复合处理没有导致大部分重金属相关基因的表达水平上调。