随着城市化进程加快,城市的重金属污染状况日益严峻,严重影响了城市区域景观效果,破坏了园林植物生长环境,降低了居民生活品质。植物对重金属的抗性受到复杂网络机制的调控,其中植物螯合肽（Phytochelatins,PCs）在缓解镉、铜、铅等重金属毒害过程中发挥重要作用。植物螯合肽是可以有效螯合重金属离子的小分子多肽,其合成受到植物螯合肽合酶（Phytochelatin synthase,PCS）的控制。野菊（Chrysanthemum indicum）是菊科菊属多年生草本植物,具有较强耐寒、耐旱性,能够吸收、富集污染的土壤中的金属离子,是利用植物修复技术缓解重金属污染土壤的潜在材料。目前野菊的相关研究多集中在引种栽培、抗炎、抗氧化和提取物成分等方面,而利用分子育种技术进行抗性品种改良的研究较少。因此,开展野菊抗镉相关基因的研究,对培育耐镉性品种菊花及为植物修复技术提供优良的植物材料具有重要意义。本研究以野菊为试验材料,对镉响应的Ci PCS基因及其启动子进行了克隆及功能研究,主要研究结果如下:1.从野菊中克隆植物螯合肽合酶Ci PCS基因,生物信息学分析发现,基因编码区长1761bp,编码586个氨基酸;含phytochelatin和phytochelatin＿C保守结构域;Ci PCS蛋白结构以α螺旋及无规则卷曲为主。系统发育树分析表明该蛋白与黄花蒿中同源蛋白的亲缘关系最近。q RT-PCR结果表明,镉胁迫下野菊根、叶中Ci PCS表达量均上调表达,Ci PCS基因响应镉胁迫。2.利用染色体步移法,克隆野菊Ci PCS基因上游1021bp启动子序列。顺式作用元件分析表明启动子区域具有Sp1、Box4等光响应元件,茉莉酸、生长素、赤霉素等激素相关元件,circadian昼夜节律调控相关元件以及MYB转录因子结合位点。3.通过对野菊Ci PCS基因启动子进行5’端缺失,构建了4个不同长度的启动子片段（P、P1、P2、P3）;将启动子缺失片段与GUS报告基因构建融合表达载体并瞬时转化本氏烟草。GUS组织化学染色表明4个Ci PCS基因启动子缺失片段均具有活性,并且启动子活性的关键元件位于-558～-807bp区域。4.构建p BI121-Ci PCS-GFP植物表达载体,利用花序侵染法遗传转化拟南芥,获得5株转基因拟南芥株系。转基因拟南芥的耐镉性分析表明,Ci PCS异源过表达能促进种子的萌发及幼苗根长的生长,增强植株对镉的耐受性;镉处理后的转基因株系能提高植株SOD、POD及CAT酶的活性,且减少MDA的积累。5.利用农杆菌介导的叶盘转化法转化野菊,经抗性筛选及转录水平检测获得5株过表达阳性株系。q RT-PCR结果表明,转基因野菊株系叶片中的Ci PCS表达量与野生型相比差异极显著（p＜0.01）,说明Ci PCS基因已整合到野菊的基因组中。