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苹果(Malus domestica Borkh.)是我国主要的经济果树之一,近年来随着环境污染以及土壤重金属化不断加重,使得苹果Ca2+流失增加,生理代谢紊乱,产量和品质不同程度的降低。钙反向转运体(Ca2+/H+ antiporters, CAXs)是一类重要的跨膜转运蛋白,是调节胞内外Ca2+平衡重要的外向转运体,在植物营养和离子转运上起着非常关键的作用。目前很多CAXs基因已经被克隆,且在模式植物中得以转化,但在木本植物中研究的很少。为提高苹果对Ca2+的吸收转运以及提高抗逆性,本实验在前人的研究基础上,搜索苹果全基因组,鉴定苹果CAXs基因家族成员,并进行了生物信息学分析,然后从苹果cDNA中克隆MdCAX1基因全长,构建了sMdCAX1基因的植物双元表达载体,采用农杆菌介导的方法导入‘长富6号’中,获得转基因植物。主要研究结果如下：1.利用生物信息学的方法对苹果MdCAXs基因家族进行染色体定位、等电点、亲疏水性、跨膜区域、亚细胞定位及保守结构域进行了预测和分析,还分析了MdCAXs基因与其他物种CAXs基因的进化关系。用实时荧光定量RT-PCR法对苹果MdCAXs基因在不同盐处理下根、茎、叶中的表达变化进行分析。结果表明,苹果MdCAXs家族包含8个成员,分别属于CAXs Ⅰ型中的A亚型和B亚型,编码的氨基酸在436-817个氨基酸之间,等电点在4.97-7.12之间,且都为疏水性蛋白；所有MdCAXs基因编码的氨基酸都有11个及以上的跨膜区域,含有CAX基因5个典型的功能域：N-端自抑制区域(NRR)、C-端功能区域、Ca2+功能域(CaD)、C功能域和D功能域。亚细胞定位预测发现MdCAXs主要是定位在质膜和内质网上。苹果MdCAXs基因具有组织特异性表达特点,不同的盐处理根、茎、叶中表达发生不同程度的变化,反映了MdCAX存在功能上的差异,对不同阳离子有特异性的应答反应。2.根据NCBI登陆的MdCAX1基因序列设计引物,从苹果叶片中克隆MdCAX1基因的ORF框,以克隆的ORF框为模版克隆编码去除N末端序列的sMdCAX1基因,获得一段大小为1272 bp的片段。通过对MdCAX1基因ORF框酶切位点的分析,发现序列中在第413 bp和658 bp处有两个Sac Ⅰ位点,利用重叠PCR的方法以sMdCAX1基因为模版,将序列中的Sac Ⅰ位点进行定点突变,获得大小为1272 bp的突变序列sORF1+2Mu。同时构建pYH4215-sMd1植物双元表达载体,将该表达载体导入农杆菌菌株EHA105中。3.以‘长富6号’试管苗叶片为外植体,通过农杆菌介导法将sMdCAX1基因转入外植体中。潮霉素(Hyg)浓度的筛选表明：‘长富6号’对Hyg浓度非常敏感,叶片再生最佳Hyg选择压为1 mg.L-1,继代苗为4 mg.L-1,生根为2 mg·L-1。对转基因植株进行GUS染色,将染色成功的植株进行PCR和RT-PCR检测,结果表明转基因植株中含有Hyg基因和GUS基因,说明pYH4215-sMd1质粒的T-DNA区成功整合到苹果基因组中。