重金属污染已经成为世界性问题，严重威胁人体健康，已引起广泛的关注。植物修复技术作为一种经济、环境友好的土壤污染治理途径，也引起越来越多人的兴趣。只有寻找到更多合适的超富集植物，并且深入研究重金属的耐受和吸收、转运途径，才能有效地控制重金属对作物的污染或者更好发挥超富集植物的修复潜能。　　本论文通过矿区筛选，发现了新的诱导型锰超富集植物-巨尾桉。该植物可以在叶片富集大量锰元素。通过实验室水培和ICP-MS联用技术研究其对锰的耐受性、在各组织中的分异;扫描电镜研究锰的微区分布发现锰在整个叶片和茎的横切面均有分布，特别是在光合组织和茎的木质部富集;尺寸排阻色谱-ICP-MS联用技术进一步表征可能的锰络合物，发现锰主要和大分子量的蛋白质和小分子量的有机酸形成络合物，其中酒石酸可能和锰的解毒关系紧密，有利于锰通过蒸腾作用途径经木质部往地上部分的叶片转运;细胞分级方法和络合物表征，首次了研究锰在不同亚细胞器中的络合形态，表明不同细胞器具有不同的锰富集能力和锰络合解毒机制。我们探讨了可能的超富集机制，为将来锰污染的植物修复提供理论依据。　　为了研究重金属在种子中累积的机制，通过筛选拟南芥转运蛋白突变体，发现多肽转运蛋白突变体opt3-2在种子和根部超量累积镉元素，却在叶片中累积少量的镉。Opt3-2是首次报道的唯一在地上部分和根部铁信号转导失常的突变体，该突变体无法向根部正常传导叶片的铁充足信号进而引起根部吸收铁离子的混乱。在地上部分特异表达OPT3蛋白可恢复该突变体的镉敏感表型及和铁离子吸收失衡表型，说明OPT3蛋白确实在地上部分-根部的信号转导起到作用。亚细胞定位和启动子GUS染色表明OPT3蛋白主要在维管组织特别是在韧皮部表达的细胞质膜表达;放射性标记的铁转运实验，表明该突变体叶片中铁转运失常;施加谷胱甘肽对镉在该突变体中的分布也有重要的作用。研究表明OPT3是韧皮部铁转运蛋白，是地上部分和根部铁信号的关键因子，进而影响铁和镉等元素在植物中的分布。