植物根系限制重(类)金属吸收/转运的因素及其机制
2021-05-02刘梓清杨继刚吴子涵李增飞宋变兰冯人伟
农业现代化研究 2021年2期
关键词:植物
刘梓清,杨继刚,吴子涵,李增飞,宋变兰,冯人伟*
(1. 福建农林大学资源与环境学院环境微生物研究所,福建 福州 350002;2. 航天建筑设计研究院有限公司,北京 100071)
采矿、冶炼、电镀、农业施用化肥等人类活动已向环境释放了大量有害的重(类)金属,导致了严重的环境污染问题[1]。植物特别是农作物体内大量富集的重(类)金属存在“通过食物链进入人体并对人体产生危害”的健康风险[2]。农作物大量吸收重(类)金属后会产生毒害效应,导致农作物减产[3]。例如,镉(Cd)对植物的毒害作用主要表现为:抑制生长[4];破坏叶绿素结构,在植物体内造成氧化胁迫并抑制硝酸还原酶活性[5];减少根系对水分和养分的吸收[6];引起根尖细胞分裂出现障碍或不正常分裂[7],导致根系质膜透性增大、根系活力下降;破坏细胞核核仁结构,干扰DNA的代谢,导致染色体和分子变异并使RNA合成受阻[8]。
植物对重(类)金属的吸收效率主要与土壤中重(类)金属存在的形态有关,土壤中呈溶解态的重(类)金属才能被植物吸收[9]。在上述过程中,植物根系具备一些相应的机制来降低其对重(类)金属的吸收富集,从而减少重(类)金属对植物的毒害作用。当前关于植物吸收、转运重(类)金属(特别是Cd、As)的相关机制的研究已获得较大突破,按离植物根系空间距离可分为如下几个方面:1)远离根系因素的影响,主要包括:根系分泌物、土壤基本理化性质、土壤中的微生物和动物等。这些因素相互作用,通过吸附/解吸、沉淀、络合等作用从而影响土壤中重(类)金属的生物有效性,最终影响植物对重(类)金属的吸收;……
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