重金属离子作为影响植物生长发育的非生物胁迫因素之一,其具有隐蔽性强,毒性大等特点,重金属胁迫时植物的生理生化反应会受到影响,从分子层面上则会引起相关基因的调控从而应对重金属胁迫。HMA（heavy-metal ATPase）是一类蛋白通道,对植物重金属吸收、转运具有重大的研究意义,但HMA在马铃薯（Solanum tuberosum L.）中耐受镉胁迫的响应研究相对较少。本文以81个马铃薯为试验材料,通过田间试验和盆栽试验筛选出了镉富集能力较强的“威芋7号”,并以其作为材料克隆到St HMA3基因,利用生物信息学分析手段,初步预测该蛋白的生物学功能,以期为进一步揭示St HMA3调控马铃薯富集镉的应答响应机制提供理论依据。主要研究结果如下:（1）田间试验和盆栽试验,在田间试验中81个马铃薯品种中威芋7号的富集系数最高为19.91%;盆栽试验中威芋7号的富集系数高达66.90%,云薯505富集系数分别为2.15%、5.60%,选择威芋7号马铃薯作为后续试验研究的对象。（2）分析蛋白序列结果显示:St HMA3基因开放阅读框（ORF）全长为3270 bp的特异性条带,该条带经测序BLAST比对,发现其编码1041个氨基酸,St HMA3蛋白分子量为121.91 k Da。原子总数为17610,进一步利用生物信息法分析St HMA3基因,结果表明:St HMA3不含有信号肽,为非分泌蛋白;St HMA3蛋白在液泡膜有定位,属完整的膜蛋白且为亲水性蛋白,进化树分析显示马铃薯St HMA3蛋白与番茄Sl HMA3亲缘最高（98%）,St HMA3蛋白的两个结构域分别在第14～16（Cop Z）个、98～699（P-type＿ATPase＿HM）氨基酸序列处,含有高度保守的HMA序列。存在180个磷酸化位点,有5个跨膜结构信号。（3）威芋七号在镉胁迫后净光合速率、蒸腾速率低于对照组,气孔导度与胞间CO2浓度相反,气孔导度呈现上升趋势。镉处理12 h时,蒸腾速率大于对照组,气孔导度、胞间CO2浓度与蒸腾速率呈现一定程度上升,净光合速率大幅下降;6 h时POD（Peroxidase）、T-SOD（Superoxide Dismutase）活性达到最大值（9.14、8.32）,MAD（Malondialdehyde）活性达到最低值（3.22）。St HMA3转录水平整体表达量依次为团棵期>结薯期>成熟期,且各时期在根部组织表达量最高,表达量上调.。整个生理周期St HMA3表达量均高于对照。（4）随着Cd处理浓度升高,过表达St HMA3拟南芥植株根长显著性下降,野生型（WT）无明显差异,St HMA3过表达株系生物量显著性的下降。野生型拟南芥植无显著差异,St HMA3过表达植株与野生型植株的发芽率均呈逐渐下降的趋势,St HMA3过表达植株发芽率下降幅度最大,当镉处理浓度达到100μmol/L时,达到最低值（70.52%）,相对于空白处理降低了27.84%,野生型植株降低了19.56%,表明当St HMA3过量表达后对拟南芥植株有抑制作用。