将砷酸盐还原为亚砷酸盐是植物砷代谢途径中的关键步骤,其中砷酸还原酶是催化砷酸盐还原的关键酶。目前,对植物中砷酸还原酶基因的表达调控机制及该基因的功能了解得还不是很清楚。因此研究拟南芥砷酸还原酶基因的表达调控及其功能对于探讨植物对砷吸收、代谢、转运和富集的分子机制有重要意义。　　 本论文利用拟南芥砷酸还原酶基因(AtACR2)的启动表达调控序列的不同组合驱动GUS基因转录表达,对AtACR2启动表达调控序列的功能进行了分析；同时利用过表达、AtACR2基因T-DNA插入缺失突变体和地上部特异表达对拟南芥和蜈蚣草砷酸还原酶的基因功能进行了初步分析,主要结果如下:　　 1.对拟南芥AtACR2基因在不同砷酸盐处理浓度(0、100μM、200μM)下的RT-PCR分析初步表明:在未用Na3AsO4处理的拟南芥幼苗中,AtACR2基因在根和茎叶中均有表达,且其在根中的转录水平高于茎叶中。同时该基因的表达在转录水平上受砷酸盐的负调控,即随着外界砷酸盐浓度的升高,AtACR2基因的转录水平降低。　　 2.将AtACR2基因不同启动调控序列组合驱动GUS基因转录表达,结果表明:①由AtACR2基因上游1250 bp及其5’端非编码区构成的启动调控序列不足以启动AtACR2基因的转录表达和砷酸盐胁迫的应答；②在第一外显子和第一内含子中存在启动AtACR2基因起始转录表达的关键序列元件,它们的存在决定了该基因能否得以转录表达；③第一外显子和第一内含子序列中不仅存在起始基因转录的必需元件,还存在砷胁迫相关的应答元件,参与砷酸盐抑制AtACR2基因的转录表达调控；④在第二外显子和第二内含子中可能存在增强基因表达的调控元件序列,进一步影响该基因转录表达强度的调控。　　 3.拟南芥AtACR2基因和砷超富集植物蜈蚣草PvACR2基因在拟南芥中过表达后的功能分析初步表明:①转基因植株能够通过减少体内As含量增强对砷酸盐的抗性；②两种植物的砷酸还原酶作用能力存在一定差异,其中超表达蜈蚣草PvACR2能够使转基因植株根中As含量更少,但其对砷酸盐胁迫的抗性并没有AtACR2超表达植株强,这可能与转PvACR2基因植株地上部积累相对较高的砷含量有关。　　 4.将AtACR2和PvACR2在拟南芥中地上部特异表达后,抗性实验初步表明:①以野生型拟南芥为背景材料进行地上部特异超表达AtACR2或PvACR2基因,不能增强转基因植株对砷酸盐抗性；②以AtACR2基因的T-DNA插入缺失突变体为背景材料地上部特异表达AtACR2或PvACR2基因,却能够明显增强转基因植株对砷酸盐的抗性。　　 综上所述,植物砷酸还原酶基因在植物对砷酸盐胁迫的响应和调控中起着重要作用。