1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
金属矿山的无序开采往往导致植被破坏，裸露的矿土矿渣造成重金属污染，产生严重的生态安全和环境问题。草坪草分布范围广，适应能力强，是重金属污染矿区绿化建设和修复治理的优异材料。重金属镉是矿区污染最为严重的元素之一，高浓度的镉胁迫严重影响草坪草生长，降低草坪质量，而耐镉草坪草新种质的培育利用将为矿区高质量草坪建植提供物质基础。解析草坪草耐镉生理及分子机制，是实现草坪草耐镉定向育种的关键前提。
海滨雀稗属禾本科雀稗属多年生盐生草本植物，自然分布于南北纬30°以内的沿海地区，是坪用性状优良、观赏价值较高的暖季型草坪草，在园林绿化、运动场建造及盐碱地改良中广泛应用。现有研究认为，海滨雀稗是暖季型草坪草中耐镉性最强的草种之一，其耐镉阈值显著高于假俭草、结缕草和杂交狗牙根（王凯，2012；张辉，2012）。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。由此，本项目以海滨雀稗为研究对象，挖掘其耐镉调控基因并解析其分子机制，为草坪草耐镉育种提供优异基因资源。
研究表明（王晓珠 等，2017），abcg家族蛋白的多个成员参与了许多关键生理过程，如植物表皮脂质的分泌、植物激素的运输、液泡对毒性物质的富集、种子萌发的调控以及防御性分子物质的运输等，使植物适应多变的（lehir et al., 2013; kang et al., 2010; shibata et al., 2016; fabre et al., 2016）。目前仅发现拟南芥atabcg36/atpdr8（kimet al., 2007）和水稻osabcg43（odaet al., 2011）可以螯合重金属镉，起到解毒作用，其他abcg蛋白是否参与耐镉调控，尚不清楚。指导老师课题组前期通过转录组和蛋白组差异分析，发现了两个海滨雀稗abcg转运体abcg5和abcg11基因受镉胁迫上调表达，推测其可能参与植物耐镉调控。由此，本研究将进一步克隆abcg5和abcg11基因，并初步分析其耐镉功能。
2. 研究的基本内容和问题
1研究目标：
获得海滨雀稗abcg转运体abcg5和abcg11基因全长序列，通过生物信息学软件对其编码蛋白质序列进行分析；
镉胁迫下海滨雀稗abcg5和abcg11基因的表达模式分析；
3. 研究的方法与方案
1.实验方案：
（1）海滨雀稗pvabcg5和pvabcg11的生物信息学分析（已完成）：根据转录组和蛋白组的数据，搜索海滨雀稗转录组库，设计pvabcg5和pvabcg11的引物序列，再通过pcr克隆和测序确定其序列，并和水稻abcg家族进行进行聚类分析。
（2）海滨雀稗pvabcg5和pvabcg11的定量表达分析：首先将海滨雀稗‘seaspray’野生型进行扩繁，获得足够的实验材料，采用水培方法，选取生长一致的顶端茎段（约4-5cm）水培至生根，然后采用500μm cdcl2，分别于0h、3h、6h、12h和24h，取0.1g新鲜根茎叶提取总rna，反转录，检测海滨雀稗pvabcg5和pvabcg11基因的相对表达量，4个生物学重复。
4. 研究创新点
目前仅发现拟南芥AtABCG36/AtPDR8和水稻OsABCG43可以螯合重金属镉，起到解毒作用，其他ABCG蛋白是否参与耐镉调控，尚不清楚。
通过对PvABCg5和PvABCg11功能的初步解析，可进一步了解草坪草耐镉生理及分子机制，是实现草坪草耐镉定向育种的关键前提，具有一定的新颖性。
5. 研究计划与进展
1研究计划
2018.9-2018.12：海滨雀稗材料培养、基因克隆和载体构建；
2019.1-2019.3：定量表达分析，生物信息学分析；
