丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)在调控植物镉(cadmium, Cd)耐性中具有重要作用,但其对番茄生长与Cd积累的分子机制尚不明确。为探究接种AMF提高番茄Cd耐性的机制,采用砂培试验,研究100 μmol·L-1 Cd胁迫下接种异形根孢囊霉(Rhizophagus irregularis, Ri)对番茄生长、Cd含量、抗氧化酶活性、根组织细胞超微结构与基因表达的影响,并通过GO(Gene Ontology)和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)分析差异表达基因(differential expressed gene, DEG)的富集特征。结果表明,Cd胁迫抑制番茄生长,显著降低根部过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性,并导致细胞超微结构严重损伤。与未接种Ri相比,Cd胁迫下接种Ri的番茄地上部生物量显著增加27%,根部和地上部Cd含量分别显著降低40%与38%,根部抗坏血酸过氧化物酶(APX)和SOD活性分别显著提高45.27%与46.35%,同时细胞超微结构损伤得到缓解。GO富集分析显示,对照处理与单独Cd处理、单独Cd处理与Cd+Ri共处理2个比较组的差异表达基因在生物学过程(代谢、应激响应等)、细胞组分(膜、细胞器等)和分子功能(催化、转运、抗氧化活性等)3个分支均显著富集,且接种Ri组在各分支中涉及的DEG数量更多。KEGG富集分析表明,对照处理与单独Cd处理的DEG显著富集于110条代谢通路,单独Cd处理与Cd+Ri共处理的DEG显著富集于118条代谢通路,主要包括苯丙氨酸代谢、植物激素信号转导和ABC转运蛋白等关键途径。热图分析显示,含有LysM结构域基因(上调14倍)、PDR基因(上调12.6倍)与多个激酶基因(上调倍数>9)的特异性高表达,是AMF介导重金属解毒的重要分子特征。本研究表明,Ri可能通过协同调控苯丙氨酸代谢、ABC转运蛋白、植物激素信号转导和防御反应等多个关键通路,构建系统的重金属胁迫响应网络,增强番茄对Cd胁迫的生理适应性,从而促进生长并提高抗逆性。研究结果可为利用AMF降低作物Cd累积的技术应用提供理论基础与候选基因资源。