植物对土壤中镉毒害的响应研究进展
镉对植物胁迫效应的研究进展

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中 图分 类 号
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文献标识码
A
文章编号
10 7 3 (0 0 0 4 O 0 7— 7 1 2 1 )3— 6一 2
近年来 , 由于工业 “ 三废 ” 的排 放 、 种 化 学产 品 的使 各 用, 以及 不 合 理 的农 业 管 理措 施 , 致 镉 污 染 日益 严 重 。 导
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21 络 合机 制 络合 机制 是植物 解除镉 毒 害 的主要 方式 .
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重金属铜镉胁迫下植物响应的研究进展

重金属铜镉胁迫下植物响应的研究进展重金属镉和铜是土壤中常见的污染物,它们可以在高浓度下对植物造成严重的毒害,破坏植物的生长和发育。
目前,研究人员正在探索植物对铜镉胁迫的响应机制,以期找到对抗这种污染的有效方法。
植物在面临铜镉胁迫时,会发生一系列的生理和生化变化。
首先,植物会产生大量的活性氧,这些物质会导致细胞壁的损伤和膜脂质的氧化。
为了应对这种损伤,植物会产生一系列的抗氧化物质,如类黄酮、多酚和谷胱甘肽等,以中和过多的活性氧。
其次,在铜镉胁迫下,植物会调节多种生长调节激素的合成和代谢,以适应环境的变化。
例如,研究表明,镉胁迫会抑制植物中赤霉素的合成和运输,而铜胁迫则会诱导脱落酸的合成和运输。
这些调节措施对植物的根系、茎秆和叶片的生长发育都有影响。
另外,植物在铜镉胁迫下还会调节其基因表达。
通过大规模基因芯片分析,研究人员发现,在铜镉胁迫下植物会产生大量的响应性基因,这些基因可以调节植物的代谢、信号转导和基因转录等多种生物学过程。
例如,铜镉胁迫下的拟南芥植物可以调节超过1000个基因的表达,其中包括编码抗氧化酶的基因、编码转录因子的基因和编码蛋白质合成酶的基因等。
最后,植物在应对铜镉胁迫时还会通过改变其微生物群落结构来改善环境。
研究表明,植物根际微生物可以通过吸收、移动和转化污染物质来减轻植物的铜镉胁迫。
此外,植物根际微生物还可以通过激活植物的防御机制来增强植物对铜镉胁迫的抵抗能力。
综上所述,植物在铜镉胁迫下会调节其生理和生化过程,调节其基因表达,以及改变其微生物群落结构,从而适应环境的变化。
这些调节措施为研发对抗重金属污染的有效方法提供了重要的理论和实践基础。
重金属铜镉胁迫下植物响应的研究进展

重金属铜镉胁迫下植物响应的研究进展重金属污染是当今世界面临的严重环境问题之一。
铜和镉是常见的重金属污染物质,它们对植物生长和发育产生了严重的负面影响。
在受到铜镉胁迫时,植物会产生一系列的生理和生化变化,以对抗这种胁迫。
近年来,针对植物在重金属铜镉胁迫下的响应机制进行了深入的研究,揭示了一些重要的进展和发现。
本文将对相关研究进行综述,以探讨植物在重金属铜镉胁迫下的响应机制及其相关研究进展。
1.植物受重金属铜镉胁迫的响应机制铜镉胁迫会导致植物体内的氧化应激反应增强,进而导致氧化损伤和细胞膜的脂质过氧化。
铜镉胁迫还会导致植物体内铜和镉含量的增加,进入到植物的生长组织中,对生物膜和蛋白质产生损伤。
植物为了对抗重金属铜镉胁迫,会产生一系列的生化和生理变化,包括抗氧化酶系统的激活、非酶抗氧化物质的积累、活性氧的清除、金属离子的螯合和分配等。
这些反应的产生通过一系列的信号转导通路进行调控,以维持细胞内环境的稳态,从而适应铜镉胁迫的环境。
针对重金属铜镉胁迫对植物生理生化特性的影响进行了深入的研究。
研究发现,铜镉胁迫会导致植物根系和地上部的生长受到抑制,叶绿素含量和光合作用受到影响,导致叶片的黄化和光合速率的下降。
铜镉胁迫还会导致植物体内的抗氧化酶活性的增加,包括超氧化物歧化酶、过氧化物酶、还原型谷胱甘肽等,以应对活性氧的增加。
植物还会产生非酶抗氧化物质,包括谷胱甘肽、类胡萝卜素、维生素C等,以清除自由基,减轻铜镉胁迫对生物体的损伤。
随着分子生物学和基因工程技术的发展,研究人员不断地深入探讨植物在铜镉胁迫下的分子机制。
已经发现了一系列参与植物响应铜镉胁迫的基因和蛋白质。
这些基因和蛋白质可以被分为参与铜镉胁迫感知和信号转导的、参与金属通道的、以及参与金属离子螯合和排出的。
质膜和胞质螯合蛋白质在感知金属胁迫和调控金属转运中起着关键作用,其中一些金属螯合蛋白质家族成员表明与铜镉胁迫的耐受性相关联。
一些逆境胁迫响应基因也对植物在铜镉胁迫下的响应起着重要作用,如乙烯合成相关基因、WRKY转录因子家族。
镉对植物的毒害及植物解毒机制研究

镉对植物的毒害及植物解毒机制研究植物在生长过程中会受到各种外界环境因素的影响。
重金属对植物的毒害是一个备受关注的问题。
镉是一种常见的重金属污染物,广泛存在于土壤和水体中,从而对植物生长产生不良影响。
本文将着重探讨镉对植物的毒害及植物解毒机制的研究。
镉对植物的毒害主要表现在以下几个方面:一、影响植物的生长发育。
镉在植物体内能够抑制植物根系的生长,影响植物的吸收和传导水分和养分的功能,进而影响植物的生长和发育过程。
镉还能干扰植物的生理代谢,影响植物体内的酶活性,导致植物代谢功能异常,从而影响植物的生长发育。
二、对植物的生理生化过程产生不利影响。
镉与植物所需元素如锌、铁等发生钙化作用并干扰其正常代谢,导致植物缺乏这些元素,进而影响植物的生理生化过程。
镉还能导致植物产生过量氧化物,导致细胞膜的氧化损伤,进而影响植物的生理功能。
三、影响植物的光合作用和呼吸作用。
镉对植物的叶绿体结构和功能产生不利影响,进而干扰植物的光合作用过程。
镉还能影响植物的呼吸作用,影响植物的能量代谢和物质代谢过程。
镉对植物的毒害不仅仅是表现在生长发育过程中,更是涉及到植物的生理生化过程和光合作用呼吸作用等关键生理功能。
面对镉对植物的毒害问题,科学家们一直致力于研究植物的解毒机制。
一、植物对重金属的吸收和转运途径。
在镉污染环境下,植物如何通过根系吸收镉并运输到地上部分,以及如何在植物体内进行转运和分布是解毒机制研究的重点。
科学家们通过研究植物根系对镉的吸收和根系内部的防御机制,试图揭示植物对镉的吸收和转运途径,为进一步防治镉污染提供理论依据。
二、植物对重金属的累积和富集机制。
植物对镉的累积和富集机制是影响植物对镉毒害程度的重要因素。
科学家们通过研究植物体内镉的积累和分布规律,试图发掘植物对镉的抗性机制,为筛选出具有镉富集能力的植物种质资源提供理论依据。
四、植物对重金属的胁迫响应机制。
镉胁迫会引起植物体内一系列相关基因的表达变化,激活一系列相关代谢途径,以应对镉胁迫。
重金属铜镉胁迫下植物响应的研究进展

重金属铜镉胁迫下植物响应的研究进展重金属对植物生长发育的影响一直是植物生态学领域的热点问题之一。
重金属污染已成为全球范围内的环境问题,严重威胁着生物多样性和生态系统稳定性。
铜和镉是常见的重金属污染物,它们在土壤中积累会对植物的生长和发育产生严重影响。
研究在重金属铜镉胁迫下植物的生理和分子响应机制对于揭示植物适应重金属胁迫的机制、筛选和育种重金属胁迫耐受植物品种具有重要意义。
本文将就重金属铜镉胁迫下植物响应的研究进展进行综述,以期为相关研究提供参考和启发。
一、重金属铜镉对植物的胁迫作用铜和镉是土壤中常见的重金属元素,它们可以通过化肥、农药、工业废水等途径进入土壤。
当铜和镉在土壤中积累到一定浓度时,就会对植物的生长和发育产生胁迫作用。
铜和镉可以影响植物的根系生长、叶片生长、叶绿素含量、光合作用等生理生化过程,进而影响植物的生长发育和产量。
铜和镉还可以诱导植物产生氧化应激,导致细胞膜的脂质过氧化,细胞色素的氧化破坏,以及蛋白质的氧化失活,最终导致细胞和组织的坏死和死亡。
在重金属铜镉胁迫下,植物会产生一系列的生理响应以应对外界的压力。
植物会通过调节根系的生长和形态来适应铜镉胁迫环境。
在铜镉胁迫下,植物的根系会减少主根长度,增加细根数量和长度,以增大吸收面积和提高物质吸收效率。
植物会通过调节叶片的生长和形态来减缓铜镉胁迫对叶片的伤害。
铜镉胁迫会导致植物叶片的叶绿素含量减少,光合作用减弱,以及气孔关闭和光合产物的积累,从而减缓光合作用和光合产物的合成速率。
植物还会调节细胞的生理代谢过程以应对铜镉胁迫。
铜镉胁迫会诱导植物细胞产生氧化应激,从而激活抗氧化酶系统,如过氧化物酶、超氧化物歧化酶等,以清除体内的氧化物质,保护细胞膜、叶绿体和蛋白质的完整性和功能。
近年来,随着生物学技术的快速发展,人们对重金属铜镉胁迫下植物响应的研究取得了显著进展。
在模拟实验条件下,人们通过测定植物的生理生化指标和分子生物学手段,揭示了植物在重金属铜镉胁迫下的生理和分子响应机制。
镉对植物的毒害及植物解毒机制研究进展

镉对植物的毒害及植物解毒机制研究进展2. 镉对植物的毒害镉是一种重金属元素,其在土壤中的积累会严重影响植物的生长和发育。
镉会通过植物的根部被吸收进入到植物体内,随着土壤中镉的积累,镉会影响植物的营养吸收和水分利用,从而导致植物的生长受阻和光合作用受抑制。
镉还会影响植物的生理代谢过程,导致植物对抗逆境的能力下降,出现生理障碍和形态异常。
最终,植物的生长受限,产量减少,甚至无法正常生长,甚至可能导致植物死亡。
3. 植物解毒机制在受到镉污染的环境中,植物为了适应环境并减轻镉的毒害,发展了一系列的解毒机制。
植物可以通过根系排除来减少镉在植物体内的积累。
根系排除是植物对抗镉污染的一种重要途径,它通过增加细胞膜的通透性和特异性转运蛋白的表达来减少镉的内部富集。
植物可以通过螯合剂和酶解毒来减轻镉的毒害。
螯合剂可以与镉离子结合形成不活跃的物质,减少镉对植物的伤害。
酶解毒则可以通过酶的催化作用将有害的物质转化为无害的物质,以减轻镉对植物的损害。
植物还可以通过抗氧化系统减轻镉的毒害。
抗氧化系统能够清除植物体内镉引起的氧化应激,减轻镉对植物的氧化损害,保护植物的生理代谢过程,从而提高植物对镉的抵抗能力。
4. 镉对植物解毒机制研究进展近年来,伴随着生物技术和分子生物学的发展,关于镉对植物解毒机制的研究也得到了较大的进展。
一方面,研究者通过利用研究模型植物(如拟南芥、水稻等)进行功能基因组学和转录组学的研究,揭示了一系列参与植物抗镉的关键基因和信号通路,为深入了解植物解毒机制提供了重要的参考。
通过基因敲除和过表达等技术手段,研究者发现了一些与植物对抗镉毒害相关的基因,如金属运输蛋白(如HMA、NRAMP等)、螯合剂合成酶(如PCS、MTs等)、抗氧化酶(如SOD、CAT等)等。
一些研究者还通过比较不同植物对镉反应的差异,发现了一些对镉高效积累和耐受的植物种质资源,为植物资源的筛选和开发提供了重要的参考。
通过不断深入的研究,植物对镉的解毒机制逐渐被揭示,为植物的镉污染防治提供了新的途径和手段。
镉对植物的毒害及植物解毒机制研究

镉对植物的毒害及植物解毒机制研究镉是一种广泛存在于环境中的重金属元素,它对植物的毒害已经成为环境科学领域的研究热点之一。
镉的毒性主要集中在其离子态Cd2+,它可以通过土壤中的吸附态、溶解态和离解态进入植物体内,对植物的生长、发育、光合作用等生理生化过程造成损害。
本文将就镉对植物的毒害机制以及植物内部的解毒机制进行探讨。
一、镉对植物的毒害机制1. 镉对植物吸收利用的影响镉通过根系被植物吸收,随着水分和养分的运输进入植物体内。
在土壤中,镉会影响土壤微生物群落的结构和功能,导致土壤中微生物活动减少,降低了土壤微生物对植物的促生作用。
镉还与土壤中其他重金属元素竞争植物吸收利用,进一步加剧了植物对镉的吸收。
2. 镉对植物生理生化过程的影响镉对植物根系、茎叶、花果等部位的生理生化过程都有不同程度的影响。
镉进入植物体内后会影响植物的生长发育,抑制其根系、茎叶的生长。
镉还会破坏植物的光合作用系统,导致叶绿素含量下降,影响植物的光合效率。
镉还会影响植物的气体交换、膜透性,干扰植物的代谢过程,导致植物产生生理和形态上的异常变化。
3. 镉对植物细胞和分子水平的毒害在细胞水平上,镉会破坏植物细胞的结构和功能,导致细胞膜的损伤、核酸和蛋白质的合成受阻、酶活性受抑制等。
在分子水平上,镉会与植物细胞内的蛋白质、核酸等分子结合,形成复合物,干扰植物的基因表达和信号转导通路,影响植物的生长发育。
二、植物解毒机制研究1. 植物对镉的吸收、转运与积累植物根系对土壤中的镉有选择性吸收能力,通过根系细胞膜上的离子通道和镉离子载体蛋白进行主动吸收。
一般来说,镉在植物体内主要以离子形式存在,部分镉在根系被积累,另一部分镉被转运到植物的茎叶、花果等地方存储。
在植物体内,镉主要以螯合物的形式与蛋白质、有机酸结合,形成镉螯合物,然后被转运到细胞内或细胞外结合到细胞壁上。
2. 植物对镉的解毒作用一方面,植物通过改变土壤环境、促进土壤微生物活动、增加土壤有机质含量等方式降低土壤中镉的有效性,减少植物对镉的吸收。
镉对植物的毒害及植物解毒机制研究进展

镉对植物的毒害及植物解毒机制研究进展镉是一种常见的有毒金属,它能够累积在土壤中,在植物体内积累,进而影响植物的生长发育。
研究发现,镉的毒害作用主要表现在植物的形态、生理和生化方面,可以导致植物的生长迟缓、萎缩、叶片发黄、叶缘卷曲、花芽枯萎等。
镉对植物的毒害主要是由于它在植物体内的过度积累,以及释放出有害离子进入植物细胞中。
镉进入植物后会影响植物的生长基因表达,阻碍正常的酶活性,干扰植物体内的代谢过程。
此外,镉还会破坏植物细胞膜结构,使植物失去自我保护能力。
针对镉的毒害问题,植物体内具有一定的解毒机制,这些解毒机制通过减少镉的积累,并抑制其活性,从而减少其对植物造成的伤害。
目前研究发现,植物的解毒机制主要表现在以下几个方面。
1. 离子打捆离子打捆是指植物体内的一些小分子,如谷胱甘肽和多酚等,与镉离子结合,形成稳定的化合物,从而减少了镉离子在植物中的积累量。
其中,谷胱甘肽是植物体内最主要的还原型小分子,它具有强氧化还原能力,能够与不稳定的反应性氧离子结合,抑制它们的活性,同时也能与镉离子结合,形成不活性的络合物,以减少镉离子在植物体内的伤害程度。
2. 激活氧化还原酶研究发现,植物体内的某些氧化还原酶能够有效地与镉离子结合,从而减少毒性。
例如,过氧化物酶能够将过氧化氢分解为水和氧气,从而减少镉造成的氧化损伤;超氧化物歧化酶能够将超氧自由基转化为氢氧,也能减少镉对植物带来的伤害。
3. 细胞壁转运细胞壁转运是指植物通过改变细胞壁的结构,从而调节细胞内离子的渗透和转运。
研究发现,植物体内的一些多糖物质能够结合在细胞壁表面,形成稳定的络合物,从而减少镉离子的进入,也能调节细胞内离子的浓度和运动方向。
总之,针对镉对植物的毒害和解毒机制问题的研究仍在不断深入,为保护环境和植物健康发挥了重要作用。
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Botanical Research 植物学研究, 2014, 3, 111-116Published Online May 2014 in Hans. /journal/br/10.12677/br.2014.33016The Current Research Progresson the Plant Response toCadmium Enriched in SoilQi Chen, Xiaorui Guo*Key Laboratory of Forest Plant Ecology, Ministry of Education, Northeast Forestry University, HarbinEmail: *xruiguo@Received: Apr. 12th, 2014; revised: May 4th, 2014; accepted: May. 12th, 2014Copyright © 2014 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/AbstractThe heavy metal cadmium (Cd) enriched in soil is one of the most harmful pollution issues in the whole world. The most of the research related to plant response to Cd stress mainly focus on Cd stress alone, ignoring the question that multiple kinds of heavy metals including Copper (Cu), Zinc (Zn) frequently combined with Cd in soil in the natural environment. It has brought great difficul- ties in governance. Here, we combine the recent research reports from the aspect of Cd harm, the resistance of plant and the interaction with other metal elements under Cd stress to make a brief summary. Then, the development and prospect in heavy metal contamination of soil research were proposed.KeywordsCadmium Pollution, Tolerance, Bioremediation, Research Progress植物对土壤中镉毒害的响应研究进展陈琪,郭晓瑞*东北林业大学森林植物生态学教育部重点实验室,哈尔滨Email: *xruiguo@收稿日期:2014年4月12日;修回日期:2014年5月4日;录用日期:2014年5月12日*通讯作者。
摘要在我国的重金属土壤污染中,镉(Cd)污染是危害性最大的,因此有关植物对镉胁迫的耐受性机制一直是人们研究的热点,其中多数研究主要是针对单一Cd胁迫进行的,但是在自然环境下Cd通常与铜(Cu)、锌(Zn)等其它重金属共同富集在土壤中,给重金属污染修复带来很大困难。
本文主要从Cd污染的危害、植物自身抗性及Cd与其它金属元素的相互作用等方面做出了简要综述,对重金属土壤污染的研究提出了发展和展望。
关键词镉污染,耐受性,生物修复,研究进展1. 引言随着人类工业活动的频繁发生,在给人类带来方便快捷的同时也引起了土壤重金属污染的日趋恶化。
在我国土壤污染中,Cd污染是危害性最大的[1]-[3]。
Cd具有高流动性和对生物体的高毒性,被广泛认为是毒性最强的重金属之一[4]。
即使在低浓度的情况下,也具有很高的潜在毒害[5],已经成为全球范围内亟待解决的问题。
虽然现阶段,物理、化学等手段已经可以较好的改善Cd污染,但是它所带来的巨大副作用又会成为新的问题;植物修复作为一种新兴的绿色技术也受到环境和气候等自然条件的制约。
在对重金属的交互污染研究中发现,钙(Ca),Cu,Zn等一些金属可以通过与Cd2+产生拮抗作用[6],而达到金属治理金属污染的双重解决优势。
但是目前对这方面的研究报道较少。
2. Cd对植物的毒害Cd污染不仅会引起土壤功能的失调、土质的下降,还会不同程度的损害植物的生理发育,影响植株的生长代谢[7] [8]:根是植物最先接触Cd污染的器官,一定浓度的Cd处理就会导致斑叶芒(Miscanthus sinensis)加速木质化,根尖伸长受阻,变短变粗[9];这种毒害在植株中积累到一定程度时,植物就会表现出叶片发黄、掉落、色素减少、植株早衰,最终导致植株矮小、生物量下降,以至死亡[10] [11];在Cd 污染环境下生长的草莓,叶绿素a和叶绿素b的含量会失衡,且净光合速率,气孔导度,蒸腾速率及胞间CO2浓度的含量均显著降低,破坏光合器官的完整性,损坏植株的光合系统[5] [12];Cd胁迫还能导致植株质膜过氧化,活性氧簇(ROS)积累增多,干扰电荷平衡和酶反应活性,甚至使植株凋零死亡[13] [14]。
Cd主要是通过膜电位或与其它金属元素竞争的方式,迫使植物根系进行交换吸收、非代谢结合和共质体运输等途径,获得进入植物体内的机会[15]。
并通过抑制植株生长点的细胞分裂,加快细胞老化,而减少植物对必需元素的吸收;侵占或取代酶活性中心及蛋白巯基,扰乱植株正常发育,毒害植物[16]。
另外,Cd还会通植物吸收,富集而转移进入食物链危害人类的生命和健康[16]。
Cd所引起的污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性,同时Cd又极易进入水体和大气,从而影响食品安全,危害生命保障。
Cd元素已被联合国环境规划署列为全球性意义危害化学物质之首,所以Cd污染是我们所面临的、急需解决的首要土壤问题[17]。
3. 植物自身的抗性机制在长期Cd胁迫的危害下,植物也产生了相应的抗性对策,以达到通过避开或耐受重金属污染而继续生存的目的。
现阶段,所发现的方式主要有排斥、沉淀和螯合。
3.1. 金属排斥金属排斥是植物抑制重金属进入其体内,或吸收后排出,或阻碍转运过程的现象。
有研究表明,植物的细胞脂膜具有选择特异性,是限制Cd2+利用跨膜运输进入细胞内的重要屏障[18]。
另外,依据对耐性植物的金属吸收与代谢关系的相关性研究发现,植物的原生质膜能够利用转运器运载主动将重金属排除体外[19]。
植物还会通过影响Eh 状况、pH 变化、根系分泌物等根际环境减少植物对毒害金属物质的吸收或者中止毒害金属物质进入植物体的方式排斥金属[20]。
在重金属污染的土壤中具有耐性的外生菌根会利用菌丝鞘显著提高寄主植物的重金属耐性[21]。
芥菜(Brassica juncea L.)会将Cd富集在叶片表皮毛中,其含量比叶片组织高43倍,以避免叶肉细胞直接受到伤害[22]。
Dahmani-Muller等研究发现,植物也会采取掉落老叶的方式将重金属排除体外[23]。
或者将Cd2+富集于根系来阻止Cd2+对植株生理发育伤害的生存策略。
虽然金属排斥有效地保护了生长周期中的植物,但是从整体的土壤污染危害来讲,它的贡献是零星的。
3.2. 沉淀作用植物对Cd的沉淀主要是通过细胞壁和液泡来完成的,通常被沉淀后的Cd会失去毒性。
细胞壁是植株阻碍Cd2+进入植物细胞的第一道屏障,通过利用细胞壁的沉淀发挥功能,Cd2+在穿过细胞壁时会部分与细胞壁上的基团结合、沉淀、络合或吸附,从而阻止了大量Cd2+进入原生质体内,降低Cd毒害[24] [25]。
据研究发现,大多数植物会将所吸收Cd2+的65%~90%储存在根部;而根部耐受Cd的有效途径是液泡的区域化,植物会通过转运蛋白将Cd以HMW复合物的形式累积在液泡中,避免Cd与细胞器的接触[26]。
Hu等研究发现Cd胁迫下长柔毛委陵菜吸收的Cd2+主要分布于根部表层和皮层等部位,而在叶片中则主要分布在表层和维管束的液泡中[27]。
Isaure等也在拟南芥叶片中发现,Cd沉淀的主要部分是毛状体,但结合的这部分Cd主要是与细胞壁提供的配合体结合[28]。
3.3. 螯合作用螯合作用是通过诱导合成金属配位体,并形成金属配位体复合物,且在器官、细胞和亚细胞水平区室化分布,来降低Cd的毒性。
现阶段研究结果表明,主要起作用的金属螯合蛋白有金属硫蛋白(Metallothionein, MTs)和植物螯合素(Phytochelatins, PCs);是衡量植物是否能超级累重金属的一项重要指标。
它们能结合植物吸收的Cd2+并去毒化转运至液泡储存,有效减少游离态Cd[29]。
Grill et al.等在对10 多种植物进行Cd胁迫实验后得出PCs 能结合所吸收Cd的90%之多。
Grispen等通过实验将AtMTlb在烟草内表达后,提高了植物地上部对As的富集能力,促进了As向地上部的转运[30]。
在白杨树中编码PCs合成酶基因显著提高了其叶中PCs含量,提高植物抗Cd性能[31]。
MTs也已被证实,在重金属胁迫下被诱导表达,将其基因转入耐受性低的植物中可显著提其重金属抗性。
螯合作用不仅能减少Cd对植株的毒害,提高耐性,而且还降低了土壤中的Cd通过植物向生态系统迁移的风险。
4. Cd与其它金属的相互作用自然界中的重金属污染主要是多元素复合污染,Cd在与其它金属交互作用中,表现为协同、累加或拮抗等特性,其中以拮抗作用对植物的生长最为有利,研究价值最大。
4.1. Cd与Cu的相互作用Cd在与Cu的复合污染中,会通过竞争吸附位点表现出拮抗效果,而相对有效降低Cd的富集[6]。
Cu是很多酶类的核心金属元素,外源施加Cu后人为的补充了这种关键元素的缺失;在吸附位点的竞争中也更加优势化,从而提高植株的整体机能,更有利于应对Cd胁迫的伤害[32]。
但是Cd和Cu的处理浓度会影响复合污染的作用结果,因为不同浓度的Cd会不同程度的改变植物体内Cu离子通道的饱和度和竞争力,从而影响了植物对Cd的吸收和富集[33]。
4.2. Cd与Zn的相互作用在Cd与Zn的复合污染土壤研究中发现,Cd会与Zn竞争土壤胶体中的吸附点,释放土壤中的化合态Zn,从而提高土壤中Zn的有效性,减少Cd进入植株体的几率[34]。