由于超积累植物在治理重金属污染土壤方面有广阔的应用前景,已引起国际土壤——植物营养学界和环境科学界的浓厚情趣和政府部门的高度重视。但目前对植物超积累重金属机制认识的不足限制了该技术的应用和推广。东南景天(Sedum alfredii Hance)是在我国东南部地区一些古老的铅锌矿区发现的锌镉超积累植物。前期的研究表明超积累生态型东南景天的ATP硫酰化酶(ATPS)基因在DNA水平上与其他近缘种存在差异,而ATP硫酰化酶在多种超积累植物中被证明与超积累作用相关,因此研究东南景天ATP硫酰化酶的活性与表达与重金属超积累的关系有利于阐明东南景天重金属超积累机制。本研究以超积累生态型和非超积累生态型东南景天为材料,分析了两种生态型东南景天叶片中ATP硫酰化酶活性和丝氨酸乙酰转移酶(SAT)活性在不同浓度镉不同时间处理下的变化,测定了两种生态型东南景天根茎叶各部分镉积累的特点,另外还对超积累生态型东南景天的ATP硫酰化酶基因进行了克隆研究,取得的主要研究结果如下:采用营养液培养法,研究了两种生态型东南景天在10μM、25μM、100μM、400μM浓度镉0—168h处理下叶片ATPS活性和SAT活性的变化,结果表明,超积累生态型东南景天叶片中ATPS活性在各个处理中总是高于非超积累生态型。在短时间Cd处理下,除了超积累生态型在10μM镉处理下变化不大外,两种生态型叶片ATPS酶活性变化趋势相似,都是先上升再下降;但是当处理时间增加到168h时,非超积累生态型东南景天ATPS活明显下降,而超积累生态型东南景天ATPS活性则明显上升。SAT活性在两种生态型间的差异与ATPS相似,超积累生态型SAT在低浓度变化不大,在高浓度活性增强,非超积累生态型对镉处理敏感各种浓度处理均反映强烈,并且活性总是低于超积累生态型。显示出ATPS活性和SAT活性在两种生态型东南景天镉处理下表现出差异:超积累生态型表达量高且持续表达。镉在两种生态型东南景天中的积累特点是:非超积累生态型根部镉积累量在各个对比实验中均高于超积累生态型,而茎和叶中镉积累量则远低于超积累生态型。在100μM镉处理下,超积累生态型东南景天叶片镉积累量最大。通过多种PCR方法,克隆了ATPS基因的部分序列和actin序列,经比对后发现:Tail-PCR克隆得到的DNA序列经比对与某些物种的ATPS蛋白序列相似;克隆得到的非超积累生态型东南景天ATPSDNA序列与超积累相比具有明显的差异;克隆得到的两种生态型东南景天actin基因与其他物种的actin序列相似度很高