姚 凯 吴沿友

(1.贵州师范大学生命科学学院 贵阳 550025；2.中国科学院地球化学研究所 环境地球化学国家重点实验室 贵阳 550081)

氟离子主要通过植物根系吸收，并在木质部随蒸腾流向上运输，最后储藏积累在各器官(主要为叶片)中，抑制光合作用、呼吸作用以及其他代谢过程关键酶，影响植物生长代谢并最终导致植物死亡(Miller,1993;Fornasiero,2003;Elloumietal.,2005)，对早期幼苗的伤害作用尤为强烈(利锋,2004;Weinsteinetal.,2004)。此外，氟中毒引起机体显著的氧化应激反应，产生大量自由基和活性氧(ROS)，增加膜脂质过氧化，并破坏胞内蛋白酶的结构(Izquierdo-Vegaetal.,2008;Barbieretal.,2010;Gutowskaetal.,2010)。而各种蛋白酶在植物光合、清除ROS系统和糖代谢过程中具有重要作用。在光合系统中，除核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase,Rubisco,EC 4.1.1.39)、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC,EC 4.1.1.31)等固定CO2的羧化酶以外，碳酸酐酶(carbonic anhydrase,CA,EC 4.2.1.1)等非直接固碳的酶也是不可或缺的。CA是催化CO2可逆水合反应的一类含锌金属酶。在光合过程中，CA加速无机碳向羧化酶活性部位扩散以增强CO2的固定速率(蒋春云等,2013)。CA对陆地植物利用碳酸氢盐具有重要的作用，特别是植物气孔开放受环境因子限制时，CA被迅速激活(吴沿友等,2011)。逆境中的植物可通过葡萄糖代谢途径的调控来响应环境变化，并保持生长生理活性。植物葡萄糖代谢途径的调控可体现在葡萄糖通过磷酸戊糖途径(pentose phosphate pathway,PPP)和糖酵解途径(glycolytic pathway,EMP)代谢的份额变化。PPP途径和EMP途径是生物体糖代谢系统的核心。已有研究表明，在非生物胁迫下，葡萄糖代谢从EMP途径转移到PPP途径(Yuetal.，1967；Lietal.,2011;Liuetal.,2013)。PPP途径的激活可产生大量NADPH，为维持抗氧化酶活性提供还原力；……