高等植物主要通过络合作用和区室化作用进行重金属解毒，而谷胱甘肽合酶和植物络合素合酶是植物体重金属解毒途径的关键酶。本研究以烟草（Nicotiana tabacum）为材料，克隆烟草谷胱甘肽合酶基因（NtGSH2）和植物络合素合酶基因(NtPCS1)。通过序列比对，组织表达模式，重金属诱导表达等方面分析NtGSH2和NtPCS1基因的基本分子特征。并通过异源表达和过量表达分析NtPCS1基因的生物学功能。结果显示：　　（1）来自不同物种的GSH2蛋白的氨基酸序列高度保守，而PCS蛋白的N端结构域序列高度保守。　　（2）NtGSH2和NtPCS1基因在烟草的根、茎、叶、花和种子均表达，且均在花器官中的表达量最高。　　（3）NtGSH2和NtPCS1基因的转录表达均受到Cd2+和Zn2+的诱导而上调。　　（4）NtPCS1基因编码植物络合素合酶蛋白，且Ag2+和Cd2+能够显著增加植物络合素合酶蛋白的活性。　　（5）NtPCS1基因的异源表达能够增强拟南芥Atpcs1突变体对Cd2+的耐受性　　（6）NtPCS1基因的过量表达导致烟草对Cd2+超敏感。　　（7）NtPCS1基因的过量表达导致烟草体内PCs含量的显著增加。　　（8）外源GSH的添加能够减弱过表达转基因烟草对Cd2+的超敏感。　　（9）外源GSH的添加导致过表达转基因烟草体内积累更多的Cd2+和Zn2+。