商陆(Phytolacca acinosa Roxb)对锰具有明显的积累功能，叶片内锰含量最高可达19299mg/kg，是锰的超富集植物。研究表明商陆对重金属镉也有很强的富集作用。商陆属于生物量较大、生长较快的超富集植物，可以直接用于重金属污染土壤的植物修复。目前对商陆的研究还比较少，从分子水平揭示商陆的超积累机制有重要的理论意义和应用价值。　　 本研究利用同源克隆的方法，从商陆叶片中克隆得到了扩展蛋白基因的全长cDNA序列，命名为PαEXP1(GenBank注册号为GQ851947)。PαEXP1长1128bp，含有759bp的完整开放阅读框，编码252个氨基酸，分子量27.1kD，等电点8.55。PaEXP1氨基酸序列N端含有8个半胱氨酸残基，1个组氨酸(His-Phe-Asp，HFD)域，C末端存在4个保守的色氨酸残基，具有扩展蛋白的典型结构。系统进化树分析表明PaEXP1属于扩展蛋白的α-扩展蛋白家族。Real time-PCR结果表明PαFXP1主要在根中表达，低温、盐、重金属和渗透胁迫均强烈地抑制其基因的表达。酵母转化实验表明转PaEXP1可以提高酵母的平均直径，说明PaEXP1参与细胞壁的松弛扩展和细胞的增大过程。　　 本研究还利用抑制差减杂交(suppression subtractive hybridization，SSH)的方法，以商陆为材料，构建了重金属镉胁迫下商陆幼苗叶片的正反向抑制差减cDNA文库，并对EST(expressed sequence tag)进行了分析研究。旨在分离镉胁迫下商陆幼苗期叶片诱导表达的基因。在正向文库中，随机挑取了769个阳性克隆，并进行PCR验证。对所有的单克隆进行了测序，得到了764个有效序列，经过EST聚类分析后，共得到了376个uniESTs，其中129个为contigs，247个为singlets。在反向文库中，随机挑取了257个阳性克隆，并进行PCR验证，对所有的单克隆进行了测序，得到了255个有效序列，经过EST聚类分析后，共得到了100个uniESTs，其中24个为contigs，76个为singlets。反库中的EST和正库中没有重合，说明SSH文库质量高，假阳性率低。可以进一步利用SSH文库结合芯片表达谱分析商陆逆境胁迫下相关抗逆基因的调控网络。　　 将正反向文库获得的差异EST序列，通过蛋白质直系同源簇(COGs)数据库、KEGG(京都基因与基因组百科全书)数据库、InterPro数据库行分析，并进行GO(gene ontology)分类，结果表明这些基因与植物的基因转录、信号转导和细胞凋亡的调控，解毒和防卫，大分子降解，细胞壁修饰的合成代谢等多种生理生化功能相关。　　 由SSH文库中已知的EST序列，通过RACE技术得到谷胱甘肽转移酶(PαGST1)和商陆热激蛋白70(PαHSP70)的全长序列，并在GenBank注册，号码分别为GQ851948和GQ851946。PαHSP70包含一个1956bp的最大开放读码框，编码651个氨基酸。利用实时荧光定量PCR的方法，检测PαHSP70在各种逆境胁迫下的表达模式，发现在寒、早、盐、冷冻和重金属胁迫下，PαHSP70的表达量都有明显的上调，说明该基因是一种诱导型HSP70。PαGST1基因的cDNA全长968bp，编码223个氨基酸，预测分子量和等电点分别为25.531kD和6.9。实时荧光定量PCR的方法，检测PαGST1在各种逆境胁迫下的表达模式，发现在寒、早、盐、冷冻和重金属胁迫下，PαGST1的表达量都有明显的上调，之后随着胁迫时间的增加表达量回调。