森林可持续发展与绿色生态文明建设是目前林业发展的准则,是森林经营与管理的重要内容。如何更好的提升森林质量,做好相关抗逆种质的开发和基础研究工作是其中的重要方向之一。目前,随着现代工业化的迅速发展,金属污染对森林质量的影响也随之加重。金属污染严重影响树木的生长发育、光合作用、体内酶系统的运行等,金属污染已成为限制森林质量提升的一个重要因素。木豆作为一种药食两用的豆科木本植物,是我国重要木本粮油资源之一。其种植地区土壤多为酸性,酸性土壤中的金属毒害作用尤为严重。在植物解毒机制中,MATE蛋白可以排除细胞内毒素或抵御胞外毒素,在抵御金属胁迫中具有重要作用。因此,为了研究植物抗金属胁迫的相关机制,本研究对木豆中MATE蛋白进行全基因组分析和实验验证,结论如下:1.木豆MATE基因的鉴定和生物信息学分析。从木豆基因组中鉴定了总共67个MATE基因(CcMATEs),对其进行生物信息学分析将所有MATE蛋白可分为三个大组,八个亚组。染色体定位预测发现有51个MATE基因位于木豆的8条染色体上;蛋白基序分析和三维蛋白结构预测均发现木豆MATE蛋白结构具有一定规律性。2.木豆MATE基因组织特异性和金属胁迫分析。分析显示在所有八个亚组的代表性基因中大部分基因具有组织特异性。在三种金属胁迫下(铝、锰和锌)发现CcM4 TTE34,45基因在三种金属胁迫处理期间均为上调。3.木豆耐铝机制初步探究。选择CcMATE32,34和45,这三个基因进一步分析。利用木豆瞬时转基因体系,发现三种过表达基因的木豆根尖中,与柠檬酸合成相关的酶基因的表达均有所提高,尤其是CcMATE32。同时蛋白的亚细胞定位发现它们都定位在细胞质膜上。综上所述,木豆中MATE基因家族成员具有一定的结构保守性,并且大多具有组织特异性。本研究对CcMATEs在金属胁迫下的表达进行了初步的分析,并进一步对CcMATE32,34和45在铝胁迫中的作用进行探究。这些结果,不仅为木豆抗金属胁迫机制的深入研究奠定基础,更为木豆和其他植物耐金属优质品种的开发增加证据,为森林植物资源质量提升开拓思路。