目前，全球环境污染严重，人类与环境之间的平衡状态遭到破坏。其中土壤污染除会导致土壤质量的下降、农作物产量和品质的下降外，更为重要的是土壤对污染物具有一定的富集作用，一些重金属污染物，如汞、镉等富集到植物果实中，人或牲畜食用后发生中毒现象。利用植物修复(Phytoremediation)技术来清除土壤污染是现在研究的一个热点。因此，研究植物响应不良环境条件以及抗逆的机制就显得尤为重要。本文以商陆(Phytolacca acinosa)为研究对象，利用RACE-PCR技术克隆了商陆小G蛋白ArfGTPase激活蛋白PaAGAP基因，并对其表达模式进行了深入研究；同时从镉胁迫的商陆抑制消减杂交文库(SuppressionSubtractive Hybridization，SSH)中筛选到一个Cd响应转录因子PαNAC1基因，对其进行了功能分析。　　 1、商陆小G蛋白ArfGTPase激活蛋白PαAGAP基因的克隆及其功能分析　　 从商陆(Phytolacca acinosa)中利用同源克隆的方法获得商陆小G蛋白ArfGTPase激活蛋白GAP基因的片断序列。通过RACE的方法扩增，得到了编码一个推测的ArfGAP(ArfGTPase activating protein)基因的cDNA序列，据此我们将其命名为PαAGAP(GenBank登录号：GU197541)。该序列包含一个996 bp的最大开放读码框，编码332个氨基酸，分子量36.89 kD。PROSITE进行蛋白质结构域与功能的同源序列比对分析显示PaAGAP含有两个保守结构域：锌指结构域和C2结构域。其中锌指结构域属于CX2CX16CX2C类，即ArfGAP domain的特征结构。　　 利用实时荧光定量PCR的方法对PaAGAP基因的组织表达特异性进行分析，结果发现在非逆境胁迫下PaAGAP蛋白在植物各器官中均有表达，在根中的表达量明显高于茎叶部，分别为茎的13.24倍、叶片的33.76倍，说明PaAGAP在非胁迫植物正常生长条件下也发挥一定的作用。进一步对PaAGAP在各种逆境胁迫下的表达模式进行研究，发现在寒、旱、盐和重金属的不同时间胁迫下，PaAGAP的表达量都有不同程度的增加，一价盐离子胁迫对PaAGAP基因的表达影响最大，约为对照的500倍。这些结果表明，PaAGAP可能参与植物逆境反应，同时它的大量表达表明它可以被逆境胁迫所诱导表达，且在植物抵抗各种非生物胁迫中发挥作用。　　 2、商陆抑制消减杂交文库中克隆Cd响应转录因子PaNACl及其功能分析　　 从Cd胁迫的商陆抑制消减杂交文库中获得了一个NAC家族转录因子基因的EST序列，通过RACE的方法扩增获得全长，命名为PaNACl(GenBank登录号：GU197540)。该基因全长1359 bp，最大开放读码框为891bp，编码297个氨基酸，分子量33.78 kD。蛋白N末端的NAC结构域为DNA结合域(DNA binding domain，DBD)，分为5个亚结构域且高度保守，可以特异性结合CaMV35S启动子，蛋白C端发挥转录激活功能。经GenBank Blast比对后，发现它是只存在于植物中且数量较多的一类转录因子，在植物中共有1337个家族成员。　　 实时荧光定量PCR结果显示，PaNACl基因在根、茎、叶中都有表达，在根中表达量明显高于茎叶部。在受到各种环境胁迫时，如寒、旱、盐以及重金属均能诱导其大量表达，但在不同诱导条件下表达量存在差异。为进一步分析PaNACl在高等植物中的功能，我们构建了双子叶植物过表达载体转化拟南芥和烟草，以待得到转基因植株。