铁元素作为多种生理活动关键酶的辅基参与了DNA的合成、光合作用、呼吸作用和激素的合成等基本生命活动。因此铁元素在原核和真核生物的生命活动中具有不可替代的功能。植物缺铁不仅影响其生长发育而且也影响动物和人类对铁的吸收,从而导致贫血病的发生。但是植物在长期的进化过程中,已逐渐形成了一些适应缺铁环境的机制。高等植物的铁吸收适应性机理分为机理I和机理II。相应的植物称之为机理I植物（strategyI）和机理II植物（strategyII）。对机理I植物而言,Fe³⁺还原成Fe²⁺是植物从土壤中吸收铁元素和在体内生理代谢的必需过程。在低铁的条件下,植物会从根部分泌出Fe³⁺还原酶到根际,在植物根尖表皮细胞使Fe³⁺还原成Fe²⁺。拟南芥中克隆的AtFRO2基因编码的产物参与了铁元素在根表皮细胞上的还原过程,具有很高的三价铁还原酶活性。铁元素以Fe²⁺形式进入到机理I植物的根细胞内,又被氧化成Fe³⁺,然后以柠檬酸铁的形式进行长距离的运输,从木质部运输到韧皮部。在叶肉细胞等其他组织里又被还原成Fe²⁺供利用。目前对拟南芥基因组序列分析发现除AtFRO2外,还有七个可能的铁还原酶基因,分别以AtFRO1,AtFRO3,AtFRO4,AtFRO5,AtFRO6,AtFRO7,AtFRO8表示。这8个基因分别分布在第一和第五染色体,序列之间的相似性很高,具有所有的铁还原酶的特征,有一定的铁还原酶活性。但是这些基因究竟在植物体的哪个组织中具有活性目前还没有做过详细的研究。因此本实验以拟南芥为材料对铁还原酶基因家族（AtFROs）进行了组织表达特异性的研究。期望了解哪些还原酶基因参与了铁在植物体不同组织中的还原过程,为进一步研究这些基因的功能打下基础。此外我们利用基因枪转化法将拟南芥中铁还原酶基因AtFRO2转入到普通小麦基因组,为研究双子叶植物基因在禾本科中的表达情况做一些准备。主要研究结果如下:1.获得了一批拟南芥铁还原酶基因启动子+GUS表达载体的转基因株系材料。2.在转基因植株的幼苗中检测到6个铁还原酶基因的表达,分别是AtFRO2,AtFRO3、AtFRO5、AtFRO6、AtFRO7和AtFRO8。其中AtFRO2、AtFRO3和AtFRO5表达受到低铁诱导。AtFRO2与AtFRO3主要在根部表达,AtFRO5、AtFRO6、AtFRO7与AtFRO8主要在地上部表达。其中AtFRO7在表皮毛中表达很强,AtFRO8的表达仅限于叶脉。3.在转基因植株的子叶中检测到4个铁还原酶基因的表达,分别是AtFRO3、AtFRO4、AtFRO6和AtFRO7。AtFRO7在子叶中表达最强,AtFRO3和AtFRO6的表达