超富集植物是自然界中一类能够超量吸收重金属并将其转移至地上部的植物,因其对重金属出色的耐受和累积能力,成为研究重金属累积耐受遗传调控机制和土壤植物修复的重要材料。对超富集植物重金属应答和适应性调控基因的鉴定和分析,为植物重金属环境适应能力的遗传改良提供候选基因资源和理论依据,进而为通过植被种植治理土壤重金属污染奠定基础。本研究以Zn/Cd超富集植物鼠耳芥作为研究对象,以非超富集模式植物拟南芥作为参照,分别用Zn和Cd对鼠耳芥和拟南芥处理2小时和8小时后,采用转录组测序的技术手段对这两个近缘物种进行物种内以及物种间的重金属应答和适应相关基因进行筛选和鉴定。主要结果如下:在验证鼠耳芥对Zn/Cd的超富集能力以后,分别提取拟南芥鼠耳芥总RNA进行高通量转录组测序。在种内差异分析中发现拟南芥和鼠耳芥在Zn胁迫下响应的差异显著基因要比Cd胁迫下响应的差异显著基因要多,并且随着时间从2小时变为8小时,两个物种中的差异显著基因数量变少,推测这可能与物种对外界胁迫的适应性有关。还发现拟南芥中差异显著基因要比鼠耳芥芥多,推测鼠耳芥中抗Zn/Cd胁迫基因对Zn/Cd的解毒能力要比拟南芥中的强。通过GO富集发现鼠耳芥、拟南芥差异显著基因显著富集的GO词条类似,在和重金属解毒有关的催化活性、结合相关以及转运活性等GO词条上都有显著富集。通过KEGG富集分析发现鼠耳芥拟南芥在Zn/Cd胁迫下的差异显著基因在和重金属解毒有关的硫代谢途径和谷胱甘肽代谢途径都显著富集。在分析了谷胱甘肽代谢途径上多数富集的GSTs以后发现,只分析物种内差异表达基因不够全面,需要进行跨物种分析。构建鼠耳芥、拟南芥同源基因集,鼠耳芥中14753个基因和拟南芥中14907个基因构成15221个对应关系。跨物种差异分析发现同物种内部差异分析比较类似对Zn响应的差异显著基因要比Cd多,且随着时间从2小时到8小时差异显著基因数量减少。将鼠耳芥内部在Zn/Cd胁迫下差异显著表达的1138个基因、拟南芥内部差异显著表达的1253个基因和物种间差异显著表达的6692个基因进行整合找到1102个既在物种内部差异显著又在物种间差异显著的基因,结合功能注释后找打97个对抗Zn/Cd胁迫相关的关键基因。将得到的97个关键基因表达量进行热图分析发现12个与体内金属离子平衡相关的在鼠耳芥中大量表达但在拟南芥中表达少的基因,这些基因涉及Zn、Cd等二价离子的转运以及螯合过程,NAS家族基因在拟南芥中主要与抗氧化胁迫以及重金属螯合相关。对鼠耳芥中NAS家族基因进行初步分析发现在鼠耳芥中NAS家族有5个成员而拟南芥只有4个,通过保守基序分析发现鼠耳芥中NAS基因在3`端保守性较高,通过qRT-PCR验证发现种内和种间间差异分析得到AhNAS2及AhNAS3两个差异显著基因是在Zn/Cd胁迫下响应的,推测在鼠耳芥中这两个基因同样也与Zn/Cd螯合相关。将这其中出现频率较高的ZIP家族基因进行初步分析,ZIP家族基因是植物中普遍存在,主要与重金属转运相关。在鼠耳芥中找到11个ZIP家族基因,通过分析他们的一级、二级、三级结构后发现他们出AhZIP2和AhZIP3以外,都具有保守的ZIP superfamily保守结构。结合转录所得数据以及qPCR验证推测AhZIP1可能同AtZIP1一样在根部中表达量较小且其对Zn的转运特性要强于Cd。AhZIP7和拟南芥中同源基因AtZIP9一样在Zn胁迫下表达下调而在Cd胁迫下未见明显响应情况,推测AhZIP7是Zn的转运蛋白但是对Cd的转运能力还有待研究。AhZIP8与拟南芥中同源基因AtZIP10在Zn/Cd胁迫下响应情况一致,推测也是Zn/Cd的转运蛋白。本研究将为后续深入解析超富集植物鼠耳芥对重金属耐受性及超积累性的分子机制提供一定的基因资源与理论依据。