超累积植物富集镉的生理生化及分子机制

摘要

重金属镉（Cd）能够被植物吸收而影响植物生长发育，并且能通过食物链作用进入人体，影响人类身体健康，已引起广泛关注.超累积植物可以在高浓度Cd污染土壤中正常生长，采取一系列防御措施，包括生成抗氧化酶、细胞壁结合、液泡隔离以及分泌各种化合物（例如植物螯合肽（PCs）和有机酸（OAs））以结合自由移动的Cd离子，从而最大限度地减少Cd的毒性作用.此外，超累积植物能够过表达与防御机制有关的基因缓解Cd胁迫.为全面了解超累积植物对土壤中Cd的吸收、转运和积累相关的生理生化机制以及分子机制，本文系统地综述了植物根系分泌物螯合作用、植物激素作用和转运蛋白基因过表达的调控作用.过表达基因除提高吸收转运效果以外，还影响植物生物量和叶绿素含量、缓解氧化胁迫、促进有机酸合成以及植物根系化合物的分泌.各种机制之间相互影响，共同维持植物正常生长.本综述为今后超累积植物修复Cd污染土壤研究提供新的参考方向和思路.

关键词

Cd胁迫 / 超累积植物 / 植物修复 / 生理生化机制 / 植物基因

基金资助

国家自然科学基金资助项目(32260316); 2023年度开放基金课题资助项目(YSMRKF202306); 甘肃省科技计划资助项目(24JRRA1171)