1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
镉(cd)是一类广泛存在于环境中的重金属物质，然而它作为具有高遗传毒性的污染物，其施放量在过去的200年中急剧上升。全世界范围内cd、pb、zn和cu的年施放量依次为2.2104、79.6104、137.2104和95.4104吨[1]。镉污染对食品安全造成了极大的威胁。镉作为毒性最强的重金属之一,具有较强的化学活性，较易被植物吸收，农作物对镉的吸收和富集是其进入食物链的主要方式，镉可以通过食物链在人体内富集，长期食用被镉污染的农作物将对人体健康造成严重影响。据报道,我国土壤镉污染面积约为13300m2,土壤镉含量达1～10mg/kg,致使生产的农产品镉超标率约10.2%,对动物和人类的健康造成了严重威胁[2,3]。
水稻作为世界上最重要的粮食作物之一，在全球范围内有近一半人口将稻米作为主食，同时水稻也是我国的第一大粮食作物,全国约有60%人口将其作为主食。在这样的情况下，水稻自然成为了人类最大的镉吸收源之一。我国稻米镉污染的现象严重,危害了广大人民群众的健康,研究水稻镉污染具有重要的意义。此外，国外有关学者也对水稻抗重金属毒害机理及其分子遗传学进行了较广泛的研究[4,5,6]。因此，利用生物工程的手段筛选出水稻抗镉的基因，再利用转基因手段转入水稻内，赋予水稻更强的耐镉性，以适应镉毒害造成的逆境伤害，具有很大的发展前景。
[1]kovalchuko,titovv,hohnb,etal.asensitivetransgenicplantsystemtodetecttoxicinorganiccompoundsintheenvironment[j].naturebiotechnology,2001,19:568-572.
2. 研究的基本内容和问题
本人课题的研究目标为通过酵母回补实验对水稻中几个基因耐镉性进行初步验证。
本课题以日本晴水稻为材料，围绕验证水稻中部分参与镉诱导的胁迫的基因这一主题，利用酵母回补实验，将目的基因与载体相连，测序正确后转化酵母，通过比较转入耐镉基因的菌株、空载和野生型在含镉培养基上的长势来验证已从水稻cdna文库中筛选出的耐镉基因是否确实具有耐镉性，从而阐明水稻中耐胁迫基因的作用机理。研究利用生物技术手段验证耐镉基因的作用，为后续耐镉的研究打下坚实基础，同时对水稻种耐镉基因作用机理有一定了解，继而拓展人们对水稻耐镉的作用机理的理解，而且对于利用分子生物学手段提高作物的抗逆性具有重要的指导意义。
本次实验中所要解决的关键问题为如何将目的基因顺利的与目的载体相连，以及保证基因与载体连接后测序正确。
3. 研究的方法与方案
4. 研究创新点
本次课题的创新之处在于采用酵母YCF菌株筛库选出目的基因。酵母ABC转运蛋白属于一个大的家族，具有转运和解毒重金属和其它有毒化合物的能力，其中YCF1转运蛋白基因转化植物后能提高对重金属Cd和Pb的耐受性和累积。YCF菌株指酵母中缺失YCF基因的菌株，为镉敏感菌，无法在含有镉的培养基上生长。本次实验中利用水稻cDNA文库转化YCF菌株，如转化后的YCF菌能够在含镉培养基上生长，即证明其中某个基因起作用，使菌株具有镉耐受性，将该基因提取出来，这个过程即为YCF菌筛库的过程。
除此以外，本课题着力于研究镉耐受基因。对后期培育水稻耐镉品种及增加水稻产量方面具有指导意义。有研究表明，镉对水稻产量的影响在基因型间存在很大差异。在镉胁迫下,耐镉基因型的相对产量[Cd处理产量/对照(未加Cd)产量]显著高于镉敏感基因型。镉胁迫造成穗数不足和每穗颖花数减少是镉敏感基因型减产的主要原因。利用已寻找到的镉耐受基因转化镉敏感品种，通过转基因手段增加其产量。
5. 研究计划与进展
l研究计划
2015.09-2015.10理论知识的学习和实验基础技能的学习
2015.10-2016.01利用酵母ycf菌株，筛选水稻cdna文库中的耐镉基因
