植物重金屬傷害及其抗性機理-在線瀏覽
2025-07-12 20:04本頁面
【正文】 物細胞死亡 （ 彭鳴等1991） 。 楊居榮等（ 1995） 報道 Cd 污染可使幾種植物體內(nèi)可溶性糖含量降低；而周建華等（ 1999） 的實驗發(fā)現(xiàn)，高濃度 Cd、 Cr處理可使水稻幼苗葉片可溶性糖和淀粉含量降低；低濃度則對它們稍有促進作用，因此認為植物體內(nèi)可溶性糖變化可能與重金屬的污染程度有關(guān)，即低濃度重金屬能增加植物的可溶性糖含量，在高濃度條件下，可溶性糖含量則降低。他們認為，可能是由于葉內(nèi)不溶性糖降解及光合產(chǎn)物運輸受阻所引起的。 2. 1. 1. 5 氮素代謝 植物生長在重金屬污染的環(huán)境中，氮素的吸收和同化受抑制，蛋白質(zhì)代謝失調(diào)，結(jié)果導致植物體內(nèi)氨基酸水平發(fā)生明顯的改變，有的增加，有的減少，有的受影響很小。其中，脯氨酸的變化很特別，隨 Cd 的積累，先明顯增加，然后又逐漸減少。 脯氨酸 又通常被看作是植物體內(nèi)的氨基酸庫，因此，把脯氨酸含量變化作為植物體內(nèi)氨基酸代謝是否受重金屬影響的指標是值得考慮的。 Cd 能使玉米根和葉中的細胞核變形，甚至溶解。進入植物細胞內(nèi)的 Cd 和 Pb 還能與帶負電荷核酸結(jié)合，降低 RNA 和 DNA 活性，干擾植物體內(nèi)的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，結(jié)果導致 RNA 的合成受到抑制，含量降低。 2. 1. 1. 7 植物激素 植物激素也參與植物對重金屬污染的反應(yīng)。 Coombes（ 1976）研究了過量銅對大麥根中 IAA氧化酶活性的影響，發(fā)現(xiàn)幼苗和成年植株中酶對銅的敏感性不一樣。 細胞內(nèi)積累的重金屬可以通過各種方式影響植物本身的生理生化活動，干擾細胞的正常代謝，對植物產(chǎn)生直接的傷害作用，因此是十分復雜的過程 ,其中何為關(guān)鍵因素，尚不清楚，需要進一步研究。 因此，研究 重金屬對土壤環(huán)境的影響 ，對治理重金屬污染，生產(chǎn)綠色食品具有很重要的意義。 研究表明，進入土壤中的重金屬能使 土壤酶活性降低 。 謝思琴等（ 1987） 在水稻分蘗期，土壤中蛋白酶、蔗糖酶、淀粉酶等的活性與紅壤性水稻土中污染 Pb 濃度呈負相關(guān)，但酶活性與土壤添加 Pb 濃度之間并非是一個簡單的直線關(guān)系，在濃度不同時，有一定的升降過程，表明了這種影響的復雜性。研究表明， Cd 污染能減少土壤微生物群體，降低呼吸速率； As 污染對固氮菌、解磷菌及纖維分解菌均有抑制作用；發(fā)光菌對毒性顯示負效應(yīng)。 2. 1. 2 .2 營養(yǎng)脅迫傷害 重金屬進入土壤后除了本身有可能產(chǎn)生毒性外，還可以通過拮抗或協(xié)同作用，造成 植物體中元素失調(diào) 。 Cu 和其它微量元素之間也存在交互作用， Cu 的存在可以降低大豆幼苗對 Cd和 Ni 的吸收，高濃度 Cr 的存在可以降低玉米和黑麥的吸 Cu量（ Koeppe 1981）。研究表明，Cd 對根系透根電位和根系 H+分泌存在抑制作用，并能使質(zhì)子泵受抑 60%，而根系質(zhì)子的原初分泌為細胞質(zhì)膜上的 ATP 酶所催化，是陰陽離子透過質(zhì)膜的次級運轉(zhuǎn)的動力來源，因而 Cd 等重金屬還可通過影響根系對陰陽離子的吸收平衡來影響根系代謝（ Kennedy 等 1987， Haynes 1990）。在重金屬影響下，植物體內(nèi)營養(yǎng)元素失調(diào)，相應(yīng)地代謝活動不能正常進行，致使植物的 生長發(fā)育間接的受到影響 。 2. 1. 3 .1 種子萌發(fā) 重金屬可以 抑制 植物種子萌發(fā)。結(jié)果表明，不同重金屬均能抑制種子萌發(fā)，并且濃度越大，作用時間越長，抑制效應(yīng)越強。 上述實驗證明在重金屬脅迫下，植物種子萌發(fā)受到抑制的原因之一與 抑制酶活性 有關(guān)。 2. 1. 3 .2 營養(yǎng)性生長 重金屬對植物效應(yīng)的表觀現(xiàn)象之一是 阻止生長 。 當環(huán)境中重金屬超過一定濃度后，就會影響植物生長。 2. 1. 3 .3 植物發(fā)育 重金屬對植物發(fā)育也具有明顯的影響。 2. 2 重金屬污染對植物的傷害機理 重金屬脅迫對植物的傷害是有重金屬本身的 特性 決定的。正因為如此，它們對植物都是致毒的根源。 二是 較多的重金屬離子進入植物體內(nèi)后，不僅與核酸、蛋白質(zhì)和酶等大分子物質(zhì)結(jié)合，而且還可取代某些酶和蛋白質(zhì)行使其功能時所必需的特定元素，使其變性或活性降低。 還有人認為，重金屬脅迫與其它形式的氧化脅迫相似，能抑制植物體內(nèi)一些保護酶的活性 （趙海泉等 1998） ， 導致大量的活性氧自由基產(chǎn)生 （羅立新等 1998） ，而自由基能損傷主要的生物大分子 (如蛋白質(zhì)和核酸 ) 引起膜脂過氧化，是植物重金屬傷害的主要機理之一 （ Luna等 1994） 。因此，有關(guān)植物的重金屬傷害機理觀點還不一致 ,需要進一步研究。盡管如此，不少種類的植物仍能在高濃度的重金屬環(huán)境中生長、繁殖 ,并完成生活史 ,表明在長期的進化過程中植物也相應(yīng)地產(chǎn)生了對重金屬的抗性 （ 文傳浩等 1999） 。例如，蘆葦對重金屬有很高的抗性。早在 1963年， Lambinon 和 Auqier 就對這些抗性較強植物進行了研究，并根據(jù)它們的生長環(huán)境，把這些植物分成兩類，即 金屬植物(metallophyte) 和 假金屬植物 (pseudometallophyte)。在
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