本研究分为二部分：　　 第一部分、盐藻抗镉新基因DvCRP1和DvCRP2的克隆及功能研究　　 盐藻(Dunalietla)是一种生存于极端环境下的真核单细胞绿藻，对重金属具有很强的耐受性。本研究构建了盐藻的酵母表达cDNA文库，通过利用酵母锅( Cd2+)敏感突变体dyapl对该文库进行功能互补筛选，从盐藻中分离了两个抗Cd2+基因(分别命名为DvCRP1和DvCRP2)。DvCRP1 cDNA全长1799 by编码498个氨基酸;DvCRP2 cDNA全长1243 by，编码110个氨基酸。序列分析表明，DvCRP1和DvCRP2在己有公共数据库中均没有同源序列，提示这2个基因都是盐藻特有的抗Cd2+新基因。　　 过表达DvCRP1或DvCRP2均能显著提高酵母对Cd2+和铜(Cu2+)的抗性，并均能显著增加酵母细胞中重金属的含量。在酵母中的缺失突变和点突变分析表明，DvCRP1蛋白N端的270个氨基酸残基是其抗Cd2+功能结构域，该功能域中的“CQCKSC”和“CPCC”是其抗Cd2+关键氨基酸基序;而DvCRP2蛋白的抗Cd2+功能结构域则是其C端的60个氨基酸残基，该功能域中的“CCLCC”是其抗Cd2+关键氨基酸基序。GST融合蛋白的原核表达及生化分析提示DvCRP1和DvCRP2蛋白在体外具有结合Cd2+的能力。GFP融合蛋白的荧光定位及myc融合蛋白的免疫荧光定位表明DvCRPl和DvCRP2在酵母细胞中定位于细胞质及一些酸性内吞囊泡中。以上结果表明DvCRP1和DvCRP2很可能在细胞质中通过其分子中富含半胱氨酸的关键氨基酸基序鳌合Cd2+而发挥抗Cd2+功能。　　 RT-PCR分析表明DvCRP1和DvCRP2在盐藻体内的转录本水平均不受Cd2+或Cu2+胁迫处理的诱导。另外，Southern杂交分析表明DvCRP1在盐藻基因组中是单拷贝基因，而DvCRP2则很可能以多基因家族的形式存在。　　 GFP融合蛋白在洋葱表皮细胞中的瞬时表达分析提示DvCRP1和DvCRP2在高等植物细胞中都能正常表达并定位于细胞质中。进而，我们分别将DvCRP1和DvCRP2转化拟南芥，筛选获得了转基因纯合植株，为利用这两个新基因提高植物的Cd2+耐受性及积累量打下了基础。　　 第二部分、薏苡基因组BAC文库的构建及22 kDa醇溶蛋白基因簇的分离　　 薏苡(Coix lacryma-jobi L)是玉米的野生近缘属，具有抗病虫、籽粒蛋白含量高等优点，是研究玉米起源和玉米遗传改良的重要材料及种质资源。为了便于进行薏苡重要基因的分离以及禾本科的比较基因组学研究，本研究首次构建了一个高质量的薏苡基因组细菌人工染色体(BAC)文库。该文库共包含约23万个克隆，平均插入片段为113 Kb，约覆盖16.3倍薏苡基因组。文库以BAC混合池的形式保存在12块96孔板中，并建立了三维PCR基因筛选体系，可以通过三轮PCR快速筛选获得阳性单克隆。同时，我们利用该文库对薏苡主要的贮藏蛋白基因--22 kDa a-醇溶蛋白基因家族进行了筛选，获得19个阳性BAC单克隆。通过DNA指纹图谱分析和Southern杂交分析，我们发现这19个BAC克隆形成一个长度为340 Kb的重叠克隆群，并包含22 kDa a-醇溶蛋白基因家族的绝大多数拷贝，这表明该基因家族在一个长度约为340 Kb的薏苡基因组区间内以基因簇的形式存在。以上结果表明本研究所构建的薏苡基因组BAC文库能够被有效地用于基因的分离、物理图谱的绘制及比较基因组学研究:同时薏苡22 kDa a-醇溶蛋白基因家族的分离为研究该基因家族在禾本科植物中的起源进化及利用该基因家族对玉米进行遗传改良打下了基础。