镉(Cadmium,Cd)是一种广泛存在且有毒的重金属元素,能够严重抑制植物的生长,并对人类健康造成危害。近些年来,随着工农业中含镉物质的使用,环境中的镉含量日益增加,镉污染现状日趋严峻。其中,水稻作为主要的粮食作物受镉污染最为严重,所以研究水稻对镉的吸收及转运机制,挖掘抗镉基因,培育低镉水稻已成为近些年来研究的热点之一。实验室前期工作通过与FW2.2(Fruit-weight 2.2)基因的序列比对,在水稻中发现一个FWL(FW2.2-Like)基因家族,该家族有8个基因,并且已经证明其中大多数基因都具有抗镉功能,本研究主要针对其中的OsFWL4和OsFWL2进行研究,探索其抗镉机制。OsFWL4蛋白具有两个CCXXG结构域和三个疑似磷酸化位点(由NetPhos2.0软件预测),我们将这些位点进行突变,发现当两个CCXXG同时突变为AAXXA时可以明显降低其抗镉能力,而磷酸化位点的突变对其镉抗性并没有产生较为明显的影响;通过酵母双杂交筛库的方法,我们筛选到了 OsFWL4的互作蛋白OsRbCS(Rubisco Small Subunit),并通过酵母双杂交和BiFC实验验证两者能相互作用;此外,我们对OsFWL2蛋白的二级结构进行预测,发现OsFWL2具有两个跨膜结构域;基于OsFWL2蛋白的二级结构,我们将其进行一系列的截短,并在酵母中异源表达,实验表明只有同时含有两个跨膜结构域的基因片段才具有抗镉功能。以上实验表明,OsFWL2和OsFWL4在水稻镉耐性方面有一定作用,并且具有较为复杂的调控机理。本研究进一步阐明了OsFW 基因家族的特点和功能,为今后深入解析其机理提供线索。