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目的：重金属镉(Cd)是生物毒性较强的重金属元素之一,它会随工业“三废”排放到土壤中,并且在土壤一植物系统中迁移,因此Cd污染土壤的修复引起了世界各国的关注。利用植物修复技术进行Cd污染土壤的修复具有良好的应用潜力,而Cd超富集植物是这一技术应用的关键。因此加强对Cd超富集植物的研究是推动植物修复Cd污染环境实际应用的基础。本论文选择生长快、易获得的Cd超富集植物油菜(Brassica campestris L.)作为研究材料,选择编码谷酰半胱氨酸巯基合成酶(GS)的gshB基因作为外源目的基因,希望利用农杆菌介导技术建立转基因的油菜毛状根体系,为研究植物根系与Cd的相互作用提供简便可靠的实验体系。方法：发根农杆菌介导法是植物转基因技术常用的方法之一,本论文利用野生型发根农杆菌和携带gshB基因的发根农杆菌分别转化油菜,获得野生型油菜毛状根和转gshB基因油菜毛状根。为了实现油菜毛状根的诱导并获得较高的转化率,利用正交试验(L8(27))的方法,考查了发根农杆菌菌种(ATCC 11325、ATCC 15834)、油菜外植体(子叶、茎段)、侵染时间(10 min、30min)、激素(2,4-D、NAA)四因素对油菜毛状根诱导的影响。利用热激法将构建的重组pRI101-gshB质粒转入发根农杆菌ATCC11325中,获得改造的含有gshB目的基因的ATCC 11325菌种。利用PCR和RT-PCR技术对转化的毛状根进行鉴定,确定毛状根转化的关键基因rolC和目的基因gshB已经整合到油菜毛状根组织的DNA中。最后对油菜毛状根进行初步的Cd胁迫应激响应研究。将转gshB基因毛状根和野生型毛状根分别置于不含Cd和含50 μmol/L Cd的MS培养基上进行暗培养,7d后取样测定毛状根的生物量、毛状根中过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性的变化、丙二醛(MDA)的含量,并且通过PI染色检测Cd胁迫下的植物细胞膜的通透性。结果：正交实验方差分析结果显示,菌种和侵染时间的交互作用、外植体种类对油菜毛状根的诱导达到显著水平。正交实验结果表明：利用发根农杆菌ATCC11325对预培养48 h的油菜子叶进行转化,转化时间 10 min,同时加入0.3 mg/L的2,4-D激素时,油菜毛状根的转化率可达到73%。PCR扩增结果显示发根农杆菌Ri质粒中的rolC基因已经插入并整合到油菜的植物基因组中,表明成功诱导出了油菜毛状根体系。利用正交试验优化获得的油菜毛状根最佳诱导条件,用含有重组pRI101-gshB质粒的发根农杆菌ATCC 11325侵染油菜子叶,诱导出了转gshB基因的油菜毛状根。PCR结果表明转gshB基因毛状根DNA基因组中含有960 bp左右的gshB基因片段,证明目的片段已经整合到油菜核基因组中。采用RT-PCR反转录油菜RNA获得cDNA序列,PCR结果显示cDNA序列中含有960 bp的目的片段,表明目的基因已经在毛状根中转录,说明成功获得了转gshB基因的油菜毛状根。毛状根的Cd胁迫应激响应的初步实验表明,50 μmol/L的Cd对油菜野生型毛状根和转gshB毛状根的生长都有一定的抑制作用；油菜野生型毛状根和转gshB毛状根中SOD、POD酶的活性都有一定程度的升高,MDA的含量都增大,PI染色程度加深。同时,在50 、μmol/L的Cd处理下,转gshB毛状根中SOD和POD酶活性的升高比例高于野生型毛状根,MDA的量和PI染色程度都低于野生型毛状根。这可能是由于转入的gshB基因提高了油菜毛状根螫合Cd的能力,减轻了毛状根被Cd毒害的程度。转gshB基因油菜毛状根体系的建立,可为后续利用油菜毛状根探究植物根系富集Cd的机制提供较好的实验研究体系。