1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
重金属污染已经成为全球性的严重环境问题。在所有的重金属污染物中，镉（Cd）是最具有植物毒性的物质之一[1]，其一方面通过食物链的富集作用进入人体，严重威胁人类健康[2]，同时，土壤中过量的镉会抑制植物生长、破坏细胞结构、降低光合作用以及酶活性，从而影响植物产量和质量。由此，土壤重金属镉的生态修复显得至关重要。目前，土壤镉污染修复技术具体包括两大类，即物理化学修复和生物修复。植物修复是指利用植物去除污染土壤和废水中的重金属，并以其绿色净化、对环境无二次污染、投资低、方便应用等优势成为生物修复的热点。植物修复的前提是培育利用耐镉性强或镉富集的材料，而阐明植物应对镉胁迫的生理及分子机制是培育耐镉新种质的基础。然而，目前的一些耐镉机制更多集中在拟南芥、水稻、小麦等耐镉性差的植物中，耐镉性强或镉富集植物的耐镉机制尚少，有待进一步解析。
海滨雀稗（Paspalum vaginatum）属禾本科雀稗属多年生盐生草本植物，原产于热带、亚热带海滨地带，分布于南北纬30以内的沿海地区，是优异的多年生暖季型草坪草，在园林绿化、运动场建造及盐渍地改良中广泛应用。现有研究表明，海滨雀稗是暖季型草坪草中耐镉性最强的草种[3]，其土壤耐镉阈值显著高于假俭草、结缕草和杂交狗牙根[4]。因此，海滨雀稗可以作为草坪草耐镉机理研究的理想材料。然而，目前关于草坪草的耐镉胁迫研究仅涉及耐镉评价和生理层面，其耐镉分子机制报道甚少。
土壤镉元素通过植物根系细胞质膜上的离子转运体（ZIP、NRAMP等）进入到细胞内，为了缓解镉毒害，细胞内建立了一套防御体系，主要包括镉螯合解毒、镉的区隔化及活性氧清除等作用机制。植物络合素（Phytochelatin，PC）和金属硫蛋白（MTs）是报道最多的参与重金属镉螯合的多肽，拟南芥植物络合素合成酶PCS基因突变导致PC含量下降，耐镉性降低；转MT基因能显著提高植物耐镉性[5]。活性氧清除机制也在耐镉途径中发挥重要作用，研究发现，过量表达水稻谷胱甘肽巯基转移酶（GST）基因显著提高了耐镉性[6]。镉的区隔化有多种途径，研究发现拟南芥中质膜定位的ABC-型转运体AtPDR8参与了镉的外排，有效降低了细胞内镉含量[7]。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标
通过酵母异源表达系统验证海滨雀稗PvHMA3基因耐镉功能。
研究内容
3. 研究的方法与方案
研究方法
克隆PvHMA3基因全长序列，并在酵母异源表达系统中鉴定耐镉功能。
技术路线
4. 研究创新点
特色或创新之处
本研究从耐镉草坪草海滨雀稗中克隆PvHMA3基因并进行序列分析，检测PvHMA3基因在镉胁迫下的表达特性，并通过酵母异源表达系统验证其耐镉功能。本研究的实施，将为草坪草及其它植物耐镉分子育种提供优异基因资源。
5. 研究计划与进展
1. 2016.06联系导师，确定课题及实验方案；
2. 2016.08查阅文献，完成文献综述；
3. 2016.09--2017.05进行实验，并在期间完成开机报告、中期检查；
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