萝卜(Raphanus sativus L.)是起源于中国的一种重要十字花科蔬菜作物,是我国重要的蔬菜作物之一,具有较高的食用价值和经济价值。镉(Cadmium, Cd)是一种毒性很强的环境污染重金属之一,土壤的镉污染不仅严重影响农产品的质量和产量,还可以通过食物链的富集作用危害人体健康。镉在植物体内积累达到一定程度时,就会产生一系列的毒害症状。根系是植物最先与土壤环境接触的部位,在重金属胁迫条件下,植物根系在细胞、组织和器官水平上的结构会发生改变,从而影响植物的一系列的生理活动。随着长期对环境的适应与进化,植物产生一系列对镉的耐性机制,来减轻或者避免镉的毒害作用。本研究以萝卜为试材,利用光学显微镜和透射电镜技术研究萝卜镉吸收积累细胞学机制；利用同源克隆方法,克隆与镉转运积累相关基因并进行相关功能分析；利用mRNA差异显示技术,进行镉胁迫下差异表达基因的分离鉴定,为解析植物对镉的吸收转运机理提供依据,得到的主要结果如下：利用光学显微镜和透射电镜技术进行镉吸收积累的细胞学机制研究,结果发现,Cd能引起萝卜细胞结构的变化,而且随着Cd浓度的增大,影响越大,破坏越严重。透射电镜下可以观察到Cd胁迫下萝卜根部的超微结构变化,在低浓度下,细胞壁先加厚,浓度增大后,出现质壁分离现象,且有断裂现象；细胞核在低浓度下先是轻微皱缩,高浓度下核仁解体；在低浓度下,线粒体嵴的数量减少,浓度加大后,线粒体解体,嵴断裂。低浓度下,Cd在根部主要分布在表皮,浓度加大后,逐渐向内部扩展,遍布整个木质部,在细胞水平上主要是先分布在细胞壁上,再分布在液泡中。利用mRNA差异显示技术,分离得到Cd胁迫下差异表达的36差异片段,其中29条与已知功能基因有较高的同源性,进行功能分类,有逆境相关、光合作用、转运作用、细胞和组织代谢、转录与翻译表达因子、信号转导,结果表明萝卜Cd胁迫是一个多种生理过程共同参与的复杂的过程。根据遏蓝菜TcZNT2基因的保守序列,搜索萝卜EST序列,并根据EST序列设计引物,利用同源克隆方法,克隆得到ZIP家族成员锌转运体蛋白RsZNT2,基因组DNA1636bp,包含的1251bp(开放阅读框)ORF,编码416个氨基酸,分子量为44.13KDa,含有6个跨膜结构域,经过RT-PCR分析显示,加入Zn后,Cd的表达量减少,可能是Zn与Cd的结构相似,Cd和Zn存在相同的吸收转运机制,外界Zn浓度的增加降低了Cd的吸收转运,可能Cd与Zn在一定程度上是通过同一途径进入植物内部的。利用同源克隆方法,成功克隆得到CDF家族成员金属转运体蛋白RsMTP2,基因组DNA1183bp,含1161bp的ORF,能编码386个氨基酸。经分析,该蛋白含有6个跨膜区域,是细胞质膜上的一个蛋白,与Cd的吸收转运相关。经RT-PCR分析,随着镉度的增加,表达量逐渐增加,但在400mg·L-1时,表达量降低,说明镉浓度的增加诱导RsMTP2的表达,以减轻镉萝卜的毒害,但浓度加大到一定程度后,表达量反而降低,说明在转录水平上,Cd参与RsMTP2的表达调控。