利用镉超富集植物(cadmium hyperaccumulator)对镉(Cadmium,Cd)污染土壤进行植物修复是较为简便绿色的手段。伴矿景天(Sedum plumbizincicola)被认为是最强的镉超富集植物之一,其高效的根-茎转运效率和强大的地上部解毒机制使其地上部能够富集超过4000 mg/kg(干重)的Cd。前期研究已发现将镉区隔于液泡中是其高解毒能力的重要途径,叶绿体中镉外排可以保护并维持其正常光合作用,揭示了伴矿景天地上部对镉高抗性的分子机制。本论文报道了一个伴矿景天中重金属转运蛋白基因SpHMA2,经生物信息学分析,发现其与东南景天(Sedum alfredii)Sa HMA2、拟南芥At HMA4、伴矿景天SpHMA3等高度同源,预测其在伴矿景天中在Cd根-茎转运过程中具有功能。通过酵母异源转化实验发现,转SpHMA2酵母对Cd抗性增强,证明SpHMA2对Cd具有转运功能。而后,本论文通过伴矿景天遗传转化体系构建了非超富集东南景天SpHMA2过表达遗传转化材料和伴矿景天SpHMA2基因沉默材料,为日后对本基因进行植物功能验证提供分子基础。另有研究发现,伴矿景天在高浓度铜(Copper,Cu)胁迫下,其高效根-茎转运Cd的能力受到抑制。在实际情况中,镉污染土壤中往往还伴随着高浓度的重金属铜,所以伴矿景天对铜胁迫的适应性将在日后对其的实际推广和应用中带来阻碍,因此本研究利用克隆于细菌中的铜抗性基因CusF,对伴矿景天进行CusF植物异源转化,通过植物重金属含量测定分析发现,转CusF伴矿景天对Cu抗性增强,且在Cu、Cd互作的条件下,转CusF伴矿景天依然维持了其对Cd的高效根-茎转运效率,保持了伴矿景天对Cd的超富集性。本研究将机理研究拓展到实际应用,为日后创造更优的治理现实中复合重金属土壤污染的重金属超富集植物材料提供参考。