当前环境重金属污染形势严峻。矿山生态型东南景天是一种镉/锌超积累植物,能耐受高浓度重金属镉和锌的胁迫,而且还可以把根部吸收的大部分镉和锌转运并富集在植株的地上部,是修复重金属污染环境的重要资源植物。克隆超积累植物东南景天的重要基因,研究其功能,有利于阐释其耐受和超富集重金属的独特机理,也有助于发展植物修复技术,以净化重金属污染的环境。本论文在超积累植物东南景天中克隆了植物螯合肽合酶基因及一个寡肽转运蛋白编码基因。植物络合素是以谷胱甘肽为底物由植物络合素合酶催化合成的一类富含疏基的生物小分子,对植物耐受重金属具有重要作用。利用兼并引物,通过3’RACE和5’TAIIL的方法,分别在超积累植物东南景天和非耐受型东南景天中克隆了植物螯合肽合酶基因SaPCS1和NSaPCS1。SaPCS1基因和NSaPCS1基因均含有9个外显子,编码区序列1668bp,其中NSaPCS1基因存在多态性。两种生态型植物材料的植物络合素合酶氨基酸序列相似性在96%以上。荧光定量PCR结果表明,SaPCS1在超积累型东南景天根茎叶中均表达,其中在茎和叶中的表达受到Cd的抑制作用。植物螯合肽和谷胱甘肽能够跨细胞质膜在植物体内进行长距离运输。克隆细胞质膜植物螯合肽转运蛋白及谷胱甘肽转运蛋白,有助于阐释植物螯合肽和谷胱甘肽对东南景天超富集重金属的作用机制。利用兼并引物,通过3’RACE和5’TAIL的方法,分别在超积累植物东南景天和非耐受型东南景天中克隆了SaOPT4和NSaOPT4基因。SaOPT4和NSaOPT4基因均由6个外显子组成,编码区序列为2214bp。SaOPT4基因序列保守,NSaOPT4基因具有多态性,且存在2个拷贝。SaOPT4和NSaOPT4的预测氨基酸残基同源性为99%。在酿酒酵母高亲和性GSH转运蛋白基因功能缺失突变体scopt1中表达SaOPT4,结果表明SaOPT4可以转运谷胱甘肽和镉-谷胱甘肽复合物。另外,通过锅柄PCR克隆到SaOPT4基因的1557bp启动子片段。