红树林是热带海岸潮间带的木本植物群落，对维护红树林生态平衡，保护海岸生态系统起着重要的作用。近年来由于大量污染物，特别是重金属的排放，使河口与海湾的重金属污染日趋严重，引起了生态学家和环保部门的关注。以往，大多数学者以单一重金属对红树植物生态影响进行研究，在自然环境中重金属污染是以多种形式，多种种类混合在一起，共同对红树植物进行胁迫。本论文以红树植物木榄(Bruguiera gymnorrhiza)和秋茄(Kandelia candel(L.))为材料，研究了这两种红树植物的膜脂质过氧化作用和体内活性氧清除系统中的保护酶，在多种重金属胁迫下的变化或影响；采用RACE和PCR技术，克隆了它们抗重金属相关基因—金属硫蛋白(Metallothionein,MT)基因，通过NBCI的BLAST搜索和CLUSTAL W比对，分析了MT结构;利用具有T7强启动子pET载体，将MT基因重组并转化到大肠杆菌BL21表达，进行了转化子抗重金属性能的研究，结果如下：　　 1.在人工复合重金属污水胁迫下，木榄和秋茄幼苗的抗氧化保护酶的变化及膜脂质过氧作用的影响为：SOD活性随污染程度的增加呈先升后降的变化。木榄中SOD活性在5倍污水时达最大值，而秋茄中SOD活性最大值则在10倍污水。另外，1倍污水时木榄叶片中SOD活性中有所下降；POD活性在两中植物中变化有差异。木榄中POD活性无论是根系中还是叶片中均随污染级别的增加而升高，且叶片中的变化幅度大于根系中的变化幅度。在秋茄中POD活性变化与它的SOD活性变化相似，且在10倍污水时酶活达最高值；CAT活性在两者叶片中几乎不受污染程度的影响，较平稳。两者根系中CAT活性都在10倍污水时达到最大值，其后迅速下降，且在秋茄中下降比在木榄中下降的明显；MDA是膜脂质过氧作用的终产物，木榄叶片中MDA随污染程度的增加而增加，而根系中MDA含量在5倍污水时最少，只为对照的21.98％，其后随着污染程度的增加，膜脂质过氧化作用加剧，其MDA含量大量积累。秋茄叶片中MDA量随污水程度的增加呈先降后升现象，在10倍污水时为最小值；根系中的MDA变化则呈先升后降再升的变化，也在10倍污水中出现最小值，随后有所上升，但仍低于对照组。　　 2.综合分析这两种红树植物幼苗对人工复合重金属污水抗性可得：秋茄的抗氧化酶系统比木榄的更为敏感，几种酶活性变化更为显著，抵抗重金属胁迫的能力更强，具有更强的重金属耐受性。另外，两种红树植物都具有优先保护根系以增强重金属的抗性。这是红树植物对污染环境的一种适应机制。　　 3.设计植物MT简并引物，采用RACE技术，从木榄和秋茄两种红树植物中分别克隆到一个MT-like基因，其全长cDNA命名为bMT和kMT。序列长度分别为683 bp和728 bp，都以ATG为起始密码子，TGA为终止密码子，且都包含一个编码79个氨基酸的翻译阅读框(ORF)，3非翻译区长度分别为354 bp和367bp，5则分别为88 bp和121 bp。分析编码的氨基酸序列表明，bMT和kMT的蛋白为Ⅰ类type2 MT，其N-和C-端中的半胱氨基酸都以Cys-Cys，Cys-X-Cys和Cys-X-X-Cys形式分布；它们与模式植物拟南芥中典型的MT(type2)相似度分别为70％和69％;　　 4.根据bMT和kMT的全长cDNA序列设计引物，利用PCR技术从木榄和秋茄总DNA中扩增出bMT和kMT的基因组，分别命名为KMT和BMT。分析发现在KMT和BMT的ORF内插入了长度为106 bp的内含子，将翻译区分成两部分即两个外显子和一个内含子。内含子的5，3都以常规的碱基开始(GT)和结束(AG)。秋茄MT中内含子5端以片段5-G/GTACA拼接，木榄MT则为5-G/GTACG拼接，而内含子3端两者都以TGCAG/G-3连接第二个外显子。两者的内含子之间的同源性为83％；内含子中A、T的量，KMT为63％，BMT为57％。　　 5.将kMT和bMT中ORF重组到具有T7强启动子的pET载体中，并转化到大肠杆菌BL21上，进行重金属抗性研究。结果表示：有kMT基因的转化菌株对重金属Zn2+、Cd2+和Hg2+具有耐受性，对Cu2+和Pb2无耐受性；有bMT基因的转化菌株只对Zn2+和Cd2+表现出耐受性；而且这两种转化菌株对Zn2+的耐受力不同，具有bMT基因的转化菌株对Zn2+的耐受力高于携带kMT基因转化菌株。