El transporte a larga distancia de cadmio (Cd) desde las raíces hasta los brotes es un factor clave para la fitoremediación de Cd. Nuestro estudio anterior indicó que las P-ATPasas de metales pesados, IlHMA2, estaban involucradas en la mejora de la acumulación de Cd a través del transporte mediado a larga distancia de Cd, contribuyendo a la fitoremediación en acumuladores de Cd. Sin embargo, no está claro si la sobreexpresión podría mejorar la acumulación y la tolerancia al Cd en las plantas. Aquí, generamos tabaco transgénico sobreexpresando y probamos su efecto en la translocación y acumulación de Cd y zinc (Zn), así como en las características fisicoquímicas bajo una exposición de 50 mg/L de Cd. La sobreexpresión aumentó significativamente las concentraciones de Cd en los savios del xilema, lo que resultó en una mayor translocación de Cd de raíz a brote en comparación con el tipo salvaje. Mientras tanto, la sobreexpresión promovió las acumulaciones de Zn, acompañadas de un aumento en los contenidos de prolina y la actividad de enzimas antioxidantes (SOD, POD y CAT) para disminuir la sobreproducción de ROS en el tabaco transgénico. Estas evidencias sugieren que mayores concentraciones de Zn y niveles más bajos de ROS podrían aliviar enormemente la toxicidad del Cd para el tabaco transgénico, mejorando así el crecimiento y la tolerancia. En general, la sobreexpresión podría facilitar la acumulación de Cd y mejorar su tolerancia en el tabaco expuesto a contaminaciones por Cd. Esto proporcionaría una referencia valiosa para mejorar la eficiencia de la fitoremediación de Cd.