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利用植物修复重金属污染土壤是一种廉价并且可行的修复技术。大部分已发现的超富集植物生物量小，限制了其在植物修复方面的应用。本实验借助基因工程手段将重金属富集、耐受相关的基因AtPCS1转入生物量大且适应性广的苜蓿中，以期获得能够富集重金属的苜蓿，为今后的工作提供基础材料。
首先，比较了六种不同基因型苜蓿(阿尔岗金、三得利、陇东、甘农一号、大花及天兰)愈伤组织的形成及分化能力。以叶片为外植体，在含1.0mg/L2，4-D、0.1mg/LKT的B5培养基上诱导胚性愈伤组织，将愈伤组织置于无激素的B5培养基上诱导植株再生。六种不同基因型的苜蓿愈伤形成率均在90％以上，品种对苜蓿愈伤组织形成能力差异并不显著(P＞0.05)。不同品种苜蓿的分化率并不高(0-42.9％)，其中甘农一号分化率最高(42.9％)，品种间分化率存在显著差异(P＜0.05)。进一步比较了甘农一号叶片、下胚轴及子叶等不同外植体的分化再生能力，不同外植体分化能力差异不显著，但是叶片起源的愈伤组织分化时间短，且其丛生芽形成数量高于下胚轴和子叶。再生芽在B5培养基上成苗并在蔗糖浓度为10g/L的1/2MS培养基上顺利生根。从愈伤组织的诱导到分化形成再生苗总共约80-100d。对于我们所选的再生体系，甘农一号叶片是适于做苜蓿遗传转化的理想材料。
通过植物螯合肽同重金属结合形成复合物，进而输送到液泡中隔离是植物对吸收的重金属进行解毒的重要途径。植物螯合肽合成酶是植物螯合肽合成途径的关键酶。通过RT-PCR，克隆拟南芥植物螯合肽合成酶(AtPCS1)基因，构建原核表达载体pET28a-AtPCS1。转化大肠杆菌BL21(DE3)，0.75mMIPTG诱导融合蛋白His-AtPCS1表达，将其纯化后采用皮下多点注射免疫的方法免疫BALB/C小鼠，获得特异性抗血清。抗血清同纯化的融合蛋白及拟南芥总蛋白的western-blot结果表明制备的抗血清具有较高的活性和一定的特异性。为进一步研究PCS在植物体内的分布及不同组织表达上的差异性，获得可用于重金属污染土壤的生物修复的转基因植物做准备。
进一步，构建了AtPCS1的植物表达载体pBI121-AtPCS1，转化农杆菌EHA105。通过叶盘法以重组的农杆菌侵染甘农一号叶片，在50mg/LKan的筛选压下，经过约80-100d筛选获得57棵再生苗。取其中9棵再生苗进行PCR检测，其中5棵为阳性。初步结果表明AtPCS1基因已整合到苜蓿基因组中，该基因有无转录、翻译及转基因苗的生物学特性需进一步的分子生物学及生理学实验进行验证。