随着工业发展,全球铅（Lead,Pb）污染成为了不容忽视的环境问题之一。铅及其化合物会对大气、土壤、水体以及动植物造成污染。研究表明,植物在逆境胁迫下为了维持细胞正常代谢或降低逆境对自身的危害,会调节特定基因的表达水平,进而产生一系列复杂的表观遗传学变化,如基因组DNA甲基化修饰,来抵抗胁迫。目前尚不清楚植物在应答铅胁迫过程中,哪些基因DNA甲基化修饰发生变化,以及这些基因如何参与调控植物应答铅胁迫。本实验室前期利用DNA甲基化敏感扩增多态性技术（methylation-sensitive amplified polymorphism,MSAP）分析铅胁迫对本生烟草（Nicotiana benthamiana）基因组甲基化情况,克隆了多条与DNA甲基化调控相关的基因。本论文选定其中七条基因,分别为DNA-directed RNA polymerase subunit beta（NbDDRP）、EH domain-containing protein1（NbEF）、Homogentisate phytyltransferase（NbHPT）、NADH dehydrogenase（NbNADH）、Transmembrane protein（NbTM）、V-type proton ATPase subunit F（NbVAPF）、WRKY transcription factor（NbWRKY）,通过Real-time PCR（qRT-PCR）、重亚硫酸盐测序（Bisulfite Sequencing PCR,BSP）技术、病毒诱导的基因沉默（Virus-induced Gene Silencing,VIGS）技术和亚细胞定位技术,初步研究这些基因在植物响应重金属Pb²⁺胁迫过程中的功能。主要结论如下:（1）不同浓度Pb²⁺处理本生烟草15天后,分析本生烟草的甲基化酶（CMT3、MET1、DRM2）和去甲基化酶ROS1的表达量、候选基因表达量的变化情况,可知Pb²⁺胁迫能够诱导本生烟草中甲基化酶、去甲基化酶和7条候选基因表达水平改变。（2）不同浓度Pb²⁺处理本生烟草引起候选基因所选区域DNA甲基化水平发生变化。（3）候选基因VIGS植物长势明显不如pYY13对照植物,有的甚至出现枯死。测定其中存活的基因对应植株叶绿素含量,发现NbHPT VIGS植物的叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素含量均降低;NbTM VIGS植物的叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素含量均增加,经800 mg·L^-1 Pb²⁺处理11天后,VIGS植物与对照植物比较,出现生长抑制,甚至枯死,分别取VIGS植物根、茎、叶,测定Pb²⁺含量,发现与对照植物相比,NbHPT和NbWRKY VIGS植物根部Pb²⁺含量明显减少,NbTM VIGS变化不明显;NbHPT VIGS植物茎内所含Pb²⁺明显高于对照,NbWRKY VIGS则明显低于对照,NbTM VIGS变化不明显;对叶片Pb²⁺含量测定结果可知,NbHPT、NbWRKY VIGS植物叶片中Pb²⁺含量明显增加,而NbTM VIGS植物与对照相比差异不明显,说明候选基因沉默后其表达量下调,导致对应植物生长发育受到影响,叶绿素含量发生变化,对Pb²⁺的耐受能力减弱,Pb²⁺吸收紊乱。（4）亚细胞定位结果显示:NbDDRP定位在叶绿体、细胞质和细胞核中;NbEF、NbNADH定位于细胞核。NbVAPF没有观察到荧光信号,推测其可能定位于液泡,液泡中pH偏低,影响GFP发光。