当前土壤重金属污染已成为一个日趋严重的全球性问题。镉（cadmium,Cd）和砷（arsenic,As）是水稻非必需且有毒的元素,经常同时存在于受污染的农田土壤中。水稻是重要的粮食作物,对Cd和As的吸收都很高,即使在轻度污染的土壤中,水稻籽粒的Cd/As含量也往往超过安全阈值。研究水稻Cd/As胁迫下相关基因的功能,对于阐明水稻抵抗重金属毒性机理具有十分重要的意义。本研究针对前期转录组筛选出的2个与镉砷胁迫相关的差异表达基因Os THI1和MYBS1进行了测序和生物信息学分析、时空表达模式分析,并分别构建了过量表达载体和CRISPR/Cas9打靶载体,成功获得日本晴（NIP）转基因植株,然后通过水培方式进行Cd/As胁迫及施硅（silicon,Si）处理,探讨该基因在水稻缓解Cd/As毒性中的分子机理。取得的结果如下:1)测序分析发现,Os THI1基因由3个外显子和2个内含子组成,DNA长度为1118 bp,CDS长度为408 bp。该基因编码一个由135个氨基酸组成的硫素蛋白。聚类分析表明,植物硫素蛋白家族在禾本科植物中较保守。MYBS1基因由2个外显子和1个内含子组成,DNA长度为1976 bp,CDS长度为921 bp,编码一个由307个氨基酸组成的MYBS1转录因子,聚类分析发现,植物MYB家族在禾本科植物中也较保守。2)GUS染色和q RT-PCR分析表明,Os THI1和MYBS1基因在水稻不同生育期各部位均有表达,而且Os THI1在根部表达量较高,而MYBS1在叶片表达量较高。另外,Os THI1基因在镉胁迫下表达升高,砷和镉砷复合胁迫下表达下降,而MYBS1基因在镉、砷和镉砷复合胁迫下的表达均下降。但是,砷和镉砷复合胁迫下加硅的Os THI1基因以及镉胁迫下加硅的MYBS1基因的表达均显著上调。3)在重（类）金属单独胁迫下,与野生型对照相比,Os THI1和MYBS1基因过量表达,均可使植株根系表面的褐变程度减轻,也可使根系细胞的活力显著增强,而这两个基因Cas9打靶突变,可使植株的生长在重（类）金属胁迫下受到明显抑制。研究结果还表明,加硅可使野生型植株受胁迫下的株高、根长、鲜重与干重均增加、根系表面褐变明显减轻,证明加硅对水稻生长有利。Os THI1基因过量表达,在镉、砷单独胁迫及复合胁迫下,加硅使过量表达植株的鲜重和干重明显增加,对其它性状影响不明显;加硅对Cas9打靶植株生长的影响也不明显。MYBS1基因过量表达,加硅使过量表达植株的鲜重和干重明显增加,对其它性状影响不明显;加硅对该基因Cas9打靶植株的生长性状也无明显影响。本研究结果表明,在水稻抗镉/砷胁迫过程中,植物硫素蛋白基因和MYBS1转录因子可能具有较重要作用。