超积累植物吸收重金属机理的研究进展

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镉污染土壤的超积累植物研究进展

重要的现实意义。
１超积累植物超量富集重金属的机理
合氧化物的吸附作用影响土壤中重金属的可移动性，当这些氧化物被还原时，导致吸附的重金属则
释放【。切
收稿日期：０８０ — ８２０ — ２２作者简介：王红新（９９）女，１７一，河北景县人，池州学院资源环境与旅游系讲师，在读博士研究生，从事土壤污染环境的生态修复研究。主要
池州学院学报
第２２卷
此外，超积累植物对重金属的吸收具有很强的选择性，只吸收和积累生长介质中一种或几种特异ｂｒｌｉ的地上部分优先积累Ｎ，而对Ｃｅｏｏｉｔｎｉｏ和ｚｎ的积累能力差。同样，ｎ超积累植物Ｔｚ．ｃｅｅｃｎＨ够积累营养液中的Ｚ、ｎＣ、ｉＣａｍｌｅｓｕｓ … ｎＭ、ｏＮ、ｄ和Ｍ，０而不能积累她、ｒＣ、ｌｅＰ［。释这ｃ、ｕＡ、和ｂ解Ｆ柳种选择性积累的可能机制是：在金属跨根细胞膜进
【中圉分类号１５３Ｘ０
【文献标识码】Ａ
【文章编号】１７ — ０（０）５０８ — ４６４１２０８ — ０９０１２０
目前，我国受重金属污染的农田土壤约２Ｘ５
１７ｍ２每年被重金属污染的粮食多达１０ｔ。０ｈ，．Ｘ１７ｔ２ ”
州学院
ＪｕｎｌｆｈｚｏｌｇｏｒａＣｉｈｕＣｏｅｅｏｌ
２０年１月第２０８０２卷第５期

重金属富集植物的超积累机理研究进展

ｄｏｉ：１０３９６９／ｊｉｓｓｎ１００４－２７５Ｘ２０２０１２０３重金属富集植物的超积累机理研究进展张文博，王彩虹，刘艳萍（河套学院，内蒙古　临河　０１５０００）摘　要：植物修复是重金属污染土壤的修复方法中最为绿色环保的技术，重金属在能够富集重金属的植物体内吸收和积累的机制是整个修复方法的关键所在，对整个植物修复技术的发展和突破有重大的意义。

主要从超累积植物对重金属的解毒机理、吸收和转运机制、抗性的机理等方面进行了综述。

关键词：重金属富集植物；解毒；转运；机理中图分类号：Ｑ９４５１２文献标识码：Ａ文章编号：１００４－２７５Ｘ（２０２０）１２－００９－０３ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｎＨｙｐｅｒａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎＭｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＨｅａｖｙＭｅｔａｌ－ｅｎｒｉｃｈｅｄＰｌａｎｔｓＺｈａｎｇＷｅｎｂｏ，ＷａｎｇＣａｉｈｏｎｇ，ＬｉｕＹａｎｐｉｎｇ（ＨｅｔａｏＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａ，Ｌｉｎｈｅ０１５０００）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ｈｙｔｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｉｓｔｈｅｍｏｓｔｇｒｅｅｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｔｈｅｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｂｙｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓ，ａｎｄｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓａｂｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｉｎｐｌａｎｔｓｗｈｉｃｈｃａｎｅｎｒｉｃｈｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｉｓｔｈｅｃｏｒｅｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｉｔｉｓｏｆｇｒｅａｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｏｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｐｈｙｔｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆｄｅｔｏｘｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｕｐｔａｋｅａｎｄｔｒａｎｓｐｏｒｔｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓ，ａｎｄｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｈｙｐｅｒａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒｓｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｅａｖｙｍｅｔａｌｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ，ｄｅｔｏｘｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｔｒａｎｓｐｏｒｔ，ｍｅｃｈａｎｉｓｍ近年来，由于工业化进程的加快，人类活动如开采、冶炼、化工等会造成土壤重金属的积累，同时，大量施用污泥化肥也会产生土壤重金属的污染，土壤重金属污染的形势也越来越严峻。

植物对土壤重金属污染修复的研究

植物对土壤重金属污染修复的研究进展摘要：当前,土壤受重金属污染状况在国内外都很严重,受到了越来越多的关注。

植物修复技术是新近发展起来的一项用于处理土壤重金属污染的生态技术,其机理主要是通过某些植物对重金属元素的吸收、积累和转化,达到减轻重金属污染土壤的目的。

与传统的处理土壤污染方法相比,植物修复技术具有经济、简单和高效等优点。

简要介绍了植物修复的几种类型,论述了当前国内外植物修复技术的研究进展。

重点涉及了其中的植物提取和植物稳定两种修复类型,当它们与其他诸如稳定同位素标记技术、基因工程技术等相结合时,可以提高植物的修复效果。

而超积累植物由于其独有的生理特性非常适用于大规模应用。

最后探讨了植物修复技术在土壤污染治理中的一些不足、发展趋势和研究重点。

关键词：植物修复; 重金属; 土壤;引言土壤是人类赖以生存的重要自然资源之一，也是人类生存环境的重要组成部分．随着城市化、工业化、矿产资源的开发利用以及大量化学产品的广泛使用，土壤重金属污染日趋严重，威胁着人类的生存和发展．土壤中的重金属污染物不仅具有隐蔽性、不可逆性等特点，而且可经水、植物等介质进入人体，最终影响人类健康．因此，如何控制和减轻土壤重金属污染及其危害已成为了一个日益突出的问题．也正由于土壤重金属污染治理和恢复的难度大，迄今仍未找到理想的方法[1]．重金属在土壤中的自然净化过程十分漫长，一般需要上千年时间．采用物理与化学治理技术(如客土法、淋溶法、施用化学改良剂等)，不仅费用昂贵、需要特殊的仪器设备和培训专门的技术人员，而且大多只能暂时缓解重金属的危害，还可能导致二次污染，不能从根本上解决问题．通过种植超富集植物或一些对重金属抗性强、具有一定吸收富集能力且生物量大的特殊植物逐步提取土壤中的重金属元素，进而修复污染土壤的方法——植物修复技术，已成为人们研究的热点，且被认为具有巨大的商品化前景。

1 土壤重金属的来源及污染概述1.1 土壤重金属污染的特点随着工业生产的发展，重金属污染日趋普遍，几乎威胁着每个国家。

重金属超积累植物的研究进展

１０ｍ／ｇ的植物．后来发现还存在许多其它种类的植物对别００ｇｋ的重金属也有超积累的现象。金属超积累植物的研究具有重重
环境危害。达到修复土壤的目的。以
１植物固定化作用．４
现有４０多种超积累重金属植物，积累ｃ、ｏＮ、ｕＰ０ｒＣ、ｉＣ、ｂ量一般在０１．％以上，、ｎ达到１以上。ＭｎＺ可％
ｌ２根系过滤作用－
随着工业社会的发展，越来越多的金属产品成为人们日常工作生产生活中必不可少的工具，是随之而来的问题是金但属废弃物对环境造成了严重的危害，其以重金属离子进入土尤
中的ＣＣｄ、ｕ和Ｓ。ｅ
除土壤中的重金属污染物，但费用昂贵工程量大，不而且需要大量的专业设备和专业工程技术人员．且不能达到根治的目并
的。可能还会造成二次污染等后果。对这一现状，究重金很针研
减小土壤中的污染物毒性或将其转化为相对无害的物质．小减
要的理论意义和实用价值，究重金属超积累植物不仅可以帮研
助修复被重金属物质污染的土壤．土壤中的重金属元素回收将利用，可以帮助我们寻找矿。本文就部分重金属超积累植还

重金属超富集植物研究现状与进展

2019.12目前，重金属造成的环境污染已经成为了世界性问题。

在我国，根据环境保护部发布的全国土壤污染状况调查公报显示[1]，全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，工矿业废弃地土壤环境问题突出，其中重金属污染由于其危害性大、具有隐蔽性长期性、不易治理等特点，成为土壤污染治理的重点和难点。

为了减少重金属污染对环境生态系统的污染，必须对已污染土地进行治理修复。

国内外开展了多种土壤污染治理技术，包括化学原位钝化修复技术、植物修复技术以及农艺调控技术等。

其中植物修复技术是种修复成本低、对环境二次污染小、能较大面积种植的新型绿色土壤污染治理技术，其核心技术在于超富集植物的筛选[2]。

在污染土壤种植超富集植物来吸收重金属，随后收割植物以达到去除土壤中污染物。

目前已经发现了400多种超富集植物可以吸收提取土壤中重金属。

本文介绍了大部分超富集植物吸收富集重金属的生理生态学进展。

1　超富集植物的概念和类型1.1　植物修复技术的定义植物修复一般是指利用绿色植物的生命代谢活动来转移、转换或固定土壤环境中的重金属元素, 使其有效态含量减少或生物毒性降低, 从而达到污染环境净化或部分恢复的过程[3]。

其中，超富集植物描述了许多属于远缘家族的植物，它们具有在含金属土壤上生长并在体内积累极高量重金属的能力，远远超过大多数的水平物种。

因此在植物修复重金属土壤中具有重要地位。

1.2　超富集植物的特征特性目前，比较公认的将超富集植物与相关的非超富集类群区分开来的三个基本标志是：1）植物体内能够积累10-500倍某种或几种重金属[4]；2）植物吸收的重金属大多分布在地上部分，更快的根移位到茎叶，尤其是叶子中浓度比非超积累物种中的浓度高100-1000倍[5]；3）具有一定的耐受性，有更强的解毒和隔离叶子中重金属能力，在重金属污染土壤中能正常生长，不会出现毒害作用[6]。

例如，具有超过以下叶面浓度（干重）的植物：镉(Cd)，硒（Se）和铊（Ti）的液面浓度超过100 mg/kg；砷（As），铬（Cr），钴（Co），铜（Cu），镍（Ni）和稀土元素浓度为1000mg/kg；锌（Zn）含量为10000mg/kg；在污染环境生长的样品中锰（Mn）含量为10000mg/kg，同时能够成功完成其生命周期。

超富集植物重金属吸收转运机制的研究进展

等（０２还发现缺Ｆ时天蓝遏蓝菜对Ｃ的吸２０）ｅｄ收明显增强。示着这些转运蛋白可能在重金属预
植物对重金属的吸收主要依靠根部质膜上的
转运蛋白。期的研究表明，些二价重属离子如早一Ｃ能通过Ｃ２道进入细胞。一方面，过ｄ可ａ通另经
与Ｃ。关：ｒｍｐｕ相Ｎａｓ与Ｆ “、ｎＭｎ相关：ＮＣｄＺ、ＣＧ与Ｎ关（ｂｒ等，０４）对比分析拟南芥ｉ相Ｗｅｅ２０。（ｒｂｄｐｉＴａａａ和锌镉超累积植物阿拉伯Ａａｌｏｓｈｌｎ）ｓｉ
贵州大学精细化工研究开发中心贵州贵阳５０２）５０５
摘要简要概述了近年来重金属超富集植物在重金属吸收、运和耐毒机制的一些进展，转
以及抗生物胁迫的可能机制。
关键词重金属超富集吸收转运分子机制中国图书分类号：７Ｘ１３文献标识码：Ａ
Ｎａ３蛋白能参与Ｆ２Ｃ２的吸收。意思的ｒｍｐｅ＋和ｄ＋有
现其具有免遭病虫危害等附属作用（ｒｅｎ等，Ｆｅｍａ
２０）０４。最近关于这种植物重金属吸收和转运机制
已经有了一些进展，始逐步揭示这种植物重金开

重金属超积累植物的研究进展

万方数据　万方数据　万方数据　万方数据　万方数据　万方数据重金属超积累植物的研究进展作者：庞玉建，宗浩， PANG Yu-jian， ZONG Hao作者单位：四川师范大学化学与材料科学学院,成都,610068刊名：四川环境英文刊名：SICHUAN ENVIRONMENT年，卷(期)：2008,27(2)被引用次数：4次1.Books RR.Lee J.Reeves RD Detection of nickeli ferous rocks by analysis of herbarium specimens of indicator plants 1977(07)2.Baker AJM.Brooks RR.Pease AJ Studies on copper and cobalt tolerance in three closely related taxa within the genus Silence L.(Caryophyllaceae) from Zaire[外文期刊] 1983(73)3.沈振国.刘友良重金属超积累植物的研究进展 1998(02)4.Flathman P nza G R Phytoremediation:current views on an emerging green technology 1998(07)5.宋书巧.周永张.周兴土壤砷污染特点与植物修复探讨[期刊论文]-热带地理 2004(01)6.Murphy A.Taiz L Comparison of metallothionein gene expression and non-protein thiols in ten Arabidopsis thaliana 1995(109)7.Grill E.Winnacker EL Phytochelatins:The principal heavy-metal complexing peptides of higher plant [外文期刊] 1985(230)8.Maitani T The composition of metals bound to Class Ⅲ metallothionein (Phytochelatin and Its Desglycyl Peptide) induced by various metals in root cultures of Rubia tinctorum[外文期刊] 1996(110)9.郎明林.张玉秀.柴团耀植物重金属超富集机理研究进展[期刊论文]-西北植物学报 2003(11)10.Zhao H.Butler E.Rodgers J Regulation of zinc homeostasis in yeast by binding of the ZAP 1 transcriptional activator to zinc responsive promoter elements[外文期刊] 1998(44)11.KramerU.Pickering I J.PR INCE R C Subcellular localization and speciation of Nickel in hyperaccumulator and non-accumulator Thlaspi Species[外文期刊] 2000(122)12.Davies W J.Zhang J Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Boil 1991(49)uchli A Selenium in plants:uptake,functions and environmental toxicity 1993(106)14.Bennet AC.Shaw DR Effect of preharvest desiccants on Group IV Glycine max seed viability[外文期刊] 2000(48)15.王晓.黄宗益固体废弃物设备与技术新进展[期刊论文]-建筑机械化 2003(11)16.Garbisu C.Alkorta I Phytoextraction:A cost-effective plant-based technology for the removal of metals from the environment[外文期刊] 2001(77)17.李艳霞.王敏健.王菊思.陈同斌固体废弃物的堆肥化处理技术[期刊论文]-环境污染治理技术与设备 2000(04)18.Bridgewater AV.Meier D.Radlein D An overview of fast pyrolysis of biomass 1999(30)19.赵丽华.赵中一固体废弃物处理技术现状[期刊论文]-环境科学动态 2002(03)kshmi KL.Davis C Pyrolysis as a technique for separating heavy metals fromhyperaccumulators.Part II:Lab-scale pyrolysis of synthetic hyperaccumulator biomass 2003(25)kshmi KL.Davis C Pyrolysis as a technique for separating heavy metals from hyper-accumulators.Part Ш:pilot-scale pyrolysis of synthetic hyperaccumulator biomass 2004(26)22.Sarret G.Vangronsveld J.Manceau A Accumulation forms of Zn and Pb in Phaseolus vulgaris in the presence and absence of EDTA[外文期刊] 2001(13)23.Zhao FJ.Lombi E.Breedon T.McGrath SP Zinc hyperaccumulation and cellular distribution in Arabidopsis halleri[外文期刊] 2000(23)24.Garbisu C.Alkorta I Phytoextraction:A cost-effective plant-based technology for the removal of metals from the environment[外文期刊] 2001(77)25.Hetland MD.Gallagher JR.Daly DJ Processing of plants used to phytoremediate lead-contaminated sites 200126.Sas-Nowosielska A.Kucharski R.Malkowski E Phytoextraction crop disposal ─An unsolved problem[外文期刊] 2004(128)27.Cunningham SD Ow DW Promises and prospects of phytoremediation[外文期刊] 1996(110)28.KHAM A G.KNEK C.CHAUDHRY T M Role of plants,mycorrhizae and phytochelators in heavy metal contaminated land remediation[外文期刊] 2000(1-2)29.JAFFRE T.BROO KS R R.L EE J Scbertia acuminata:a hyperaccumulator of nickel from New Caledonia[外文期刊] 1976(193)30.BA KER A J M.MCGRATH S P.SIDOL IC M D The possibility of heavy metal decontamination of polluted soils using crops of metal-accumulating plants 1994(11)31.陈同赋.韦朝阳.黄泽春华南的一些砷超集累植物种类 200032.杨肖娥.龙新宪.倪吾钟东南景天--一种新的锌超富集植物[期刊论文]-科学通报 2002(13)33.薛生国.陈英旭.林琦中国首次发现的锰超积累植物--商陆[期刊论文]-生态学报 2003(05)34.韦朝阳.陈同斌.黄泽春大叶井口边草--一种新发现的富集砷的植物[期刊论文]-生态学报 2002(05)35.刘威.束文圣.蓝崇钰宝山堇菜(Viola baoshanensis) --一种新的镉超富集植物[期刊论文]-科学通报2003(19)36.魏树和.周启星.王新一种新发现的镉超积累植物龙葵(Solanum nigrum L)[期刊论文]-科学通报 2004(24)37.Yang X E.Shi W Y.Fu C X Copper hyperaccumulators of Chinese Nitive ports:Characteristics and Possible Use for Phytoremediation 199838.骆永明强化植物修复的螯合诱导技术及其环境风险[期刊论文]-土壤 2000(02)1.殷捷.周竹渝超积累植物的研究进展[期刊论文]-三峡环境与生态2003,25(11)2.罗青龙.任珺.陶玲.杨倩重金属超积累植物的研究进展[期刊论文]-能源与环境2008(6)3.王红新.WANG Hong-xin超积累植物在治理重金属污染土壤中的研究进展[期刊论文]-资源开发与市场2010,26(11)4.陈一萍.Chen Yiping重金属超积累植物的研究进展[期刊论文]-环境科学与管理2008,33(3)5.刘茵.赵秀琴.胡红艳超积累植物[期刊论文]-生物学教学2008,33(8)6.白向玉.韩宝平.刘汉湖.王晓青.BAI Xiang-yu.HAN Bao-ping.LIU Han-hu.WANG Xiao-qing花卉植物修复重金属污染技术的国内外研究进展[期刊论文]-徐州工程学院学报（自然科学版）2010,25(3)1.朱文宇.侯明明超积累植物的资源化利用[期刊论文]-环保科技 2009(2)2.张玉秀.刘金光.金铃.彭晓静近10年我国植物对重金属耐性/积累的文献研究分析[期刊论文]-农业图书情报学刊 2010(12)3.李有志.罗佳.张灿明.刘庆.郭丹丹湘潭锰矿区植物资源调查及超富集植物筛选[期刊论文]-生态学杂志 2012(1)4.李东旭.文雅超积累植物在重金属污染土壤修复中的应用[期刊论文]-科技情报开发与经济 2011(1)本文链接：/Periodical_schj200802020.aspx。

植物对土壤中重金属的吸收效应研究

植物对土壤中重金属的吸收效应研究在世界范围内，重金属污染已引起社会各界的广泛关注，其防治和修复技术越来越成为实验研究的焦点。

镉污染是最常见的重金属污染之一，在土壤中具有较强的化学活性，与其他重金属相比，更易被植物吸收，存留在植物的可食用部分，并通过食物链富集在人体中，从而危害人体健康。

1955—1972 年，日本富山县的骨痛病就是镉中毒的很好例证，给人们敲响了重金属镉污染的警钟。

据报道，我国受镉污染的农田面积已达20000 hm2，并有逐渐恶化的趋势；另外，土壤重金属镉污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点，这将对农作物生长构成威胁，严重影响我国粮食产量。

植物修复是一种成本低、适应性广、无二次污染的修复重金属污染土地的方法。

然而，目前传统的植物修复方法效率低下。

为了更好地控制土壤重金属污染，恢复生态环境，保障农业可持续发展和人类健康生存，我们迫切需要开发一种高效创新的植物修复方法。

因此，本文研究了植物抗镉的机理和分子机制，为利用植物基因工程技术创造高效的植物修复体奠定基础。

植物受镉的毒害植物镉中毒时，一般情况是细胞和整株植物的生长发育受到强烈抑制，线粒体和叶绿体受到极大破坏，呼吸作用和光合作用受到影响。

叶片变黄，植株生物量减少，干重减少；保卫细胞中水和离子的迁移受到很大影响，导致整个植株缺水萎蔫。

同时，植物细胞膜的通透性增加，体内游离脯氨酸的积累增加，严重时植物死亡。

镉主要影响植物的后续生理代谢。

1.抑制细胞生长和分裂。

镉胁迫抑制细胞分裂和植物生长发育。

实验表明，镉对生长素载体的影响与抑制细胞伸长生长有关。

刘东华在研究镉对洋葱根尖细胞分裂和生长的影响时，发现它通过影响钙调素参与纺锤体微管的组装和拆卸来抑制细胞分裂。

2.抑制植物光合作用。

植物吸收重金属镉后，体内叶绿素合成受抑制，最终导致光合作用受制。

用镉处理处于分蘖期的水稻植株，发现水稻叶片中叶绿素含量明显降低，而且叶绿素a 比叶绿素b 降低得少。

超积累植物修复重金属污染土壤的研究进展

超积累植物修复重金属污染土壤的研究进展杜俊杰;周启星;李娜;吴建虎【摘要】土壤重金属污染是当今环境污染中的严峻问题,危害人类食物链安全和身体健康;利用超积累植物的提取作用对重金属污染的土壤进行原位修复是比较理想的解决办法.为全面深入了解超积累植物对重金属污染土壤的修复机理,提高超积累植物的修复效率,从超积累植物的评定标准、解毒机制和品种筛选等方面进行综述,对植物修复的局限性和未来研究趋势进行展望.【期刊名称】《贵州农业科学》【年(卷),期】2018(046)005【总页数】9页(P64-72)【关键词】超积累植物;重金属污染;筛选;植物修复;强化措施【作者】杜俊杰;周启星;李娜;吴建虎【作者单位】山西师范大学食品科学学院,山西临汾041004;南开大学环境科学与工程学院,环境污染过程与基准教育部重点实验室/天津市城市生态环境修复与污染防治重点实验室,天津300071;山西师范大学食品科学学院,山西临汾041004;山西师范大学食品科学学院,山西临汾041004【正文语种】中文【中图分类】S154.4植物修复是指利用植物把土壤基质中的有害外来物质固定、降解或提取出来的技术[1]，植物修复可以划分为5种类型，即植物固定、植物提取、植物根际过滤、植物挥发和植物降解[2]。

对于受重金属污染的土壤，植物提取是一种最有效的植物修复方式。

植物提取就是利用超积累植物从被污染的土壤中提取重金属并将其富集和转移到相对容易处理的地上部分[3-4]。

据文献报道，目前有超过500种的超积累植物品种，占所有被子植物品种的0.2%左右，其中很大一部分为Ni超积累植物[5]。

但是，仍然有很多具有超积累重金属特性的植物品种还未被证实[6]。

而且，许多超积累植物生长速度慢，生物量低，导致其修复污染土壤的效率较低[7]。

因此，继续筛选高效的超积累植物品种和探索新的筛选方法对重金属污染土壤的修复具有重要意义。

为全面深入了解超积累植物对重金属污染土壤的修复机理，提高超积累植物的修复效率,笔者从超积累植物的评定标准、解毒机制和品种筛选等方面进行综述，并对植物修复的局限性和未来研究趋势进行展望。

我国土壤重金属污染植物吸取修复研究进展

我国土壤重金属污染植物吸取修复研究进展一、本文概述随着工业化和城市化的快速发展，我国土壤重金属污染问题日益严重，对生态环境和人类健康造成了巨大威胁。

植物吸取修复技术作为一种绿色、环保的修复方法，近年来在我国受到了广泛关注。

本文旨在综述我国土壤重金属污染植物吸取修复技术的研究进展，包括植物修复技术的原理、应用现状、存在问题以及未来发展趋势等方面。

通过总结国内外相关研究成果，以期为我国土壤重金属污染植物吸取修复技术的发展提供理论支持和实践指导。

在文章的结构上，本文将首先介绍土壤重金属污染的危害和植物吸取修复技术的基本原理，阐述植物修复技术在重金属污染土壤治理中的重要性和可行性。

接着，将重点综述近年来我国在植物修复技术方面的研究进展，包括不同植物对重金属的吸收和转运机制、重金属超富集植物的筛选与培育、植物修复技术的优化与应用等方面。

还将对植物修复技术在实际应用中存在的问题和挑战进行分析，并提出相应的解决策略和建议。

本文将展望植物修复技术的发展前景，探讨未来研究方向和应用前景，以期为我国土壤重金属污染治理提供新的思路和方法。

通过本文的综述，希望能够为相关领域的研究人员和实践者提供有益的参考，推动我国土壤重金属污染植物吸取修复技术的研究和应用取得更大的进展。

二、土壤重金属污染及其影响随着我国工业化、城市化进程的加速，土壤重金属污染问题日益严重。

重金属，如铅（Pb）、汞（Hg）、镉（Cd）、铬（Cr）和砷（As）等，因其不易降解、生物毒性大、可在食物链中累积等特点，已成为我国环境保护和生态修复的重点关注对象。

这些重金属主要来源于工业废水、废气、固体废弃物的排放，以及农药、化肥的滥用等。

土壤重金属污染对生态环境和人类健康产生了严重影响。

一方面，重金属在土壤中积累会破坏土壤结构，降低土壤肥力，影响农作物的正常生长和产量。

另一方面，重金属可通过食物链进入人体，长期积累会对人体健康造成危害，如损害神经系统、肾脏、肝脏等器官，甚至引发癌症等严重疾病。

超积累植物吸收重金属的生理及分子机制

超积累植物吸收重金属的生理及分子机制杨肖娥,龙新宪,倪吾钟(浙江大学环境与资源学院农业化学研究所,浙江杭州310029)摘要:超积累植物从根际吸收重金属,并将其转移和积累到地上部,这一过程包括跨根细胞质膜运输、从根表皮细胞向中柱的横向运输、从根系的中柱薄壁细胞装载到木质部导管、木质部长途运输、从木质部卸载到叶细胞(跨叶细胞膜运输)、跨叶细胞的液泡膜运输等主要环节和调控位点。

本文就近十年来这方面的研究进展作一综述。

关键词:超积累植物;重金属;吸收中图分类号:Q 942.5文献标识码:A文章编号:1008-505X(2002)01-0008-08Physiological and molecular mechanisms of heavy metal u ptakeby hyperaccu multing plantsY ang Xiao -e,L ong Xin -xian,N i Wu -zhong(Institute of Agr ic.Chem.,College of Natural R e sou.and Env ir.Sci.,Zhe j ia ng Univ .,H ang zhou 310029,China )Abstract:The mechanisms of heavy metal hy peraccumulation in the leaf cells by the hyperaccumulating plantspecies are not fully understood.Heavy metal transport from the rhizosphere to the shoots could be regulated at several different sites w ithin the plant.These processes include metal ion influx across root plasma membrane,transport w ithin the root sym plasm,loading into xylem vessels in the stele of the root,long distance transloca -tion in the x ylem (and possibly phloem ),transports across the leaf cell membrane and the leaf cell tonoplast,and storage in the vacuole.In this paper,recent advances in understanding physiolog ical and molecular mechanisms of heavy metal absobtion,transport and accumulation by the hyperaccumulating plants w ere rev iew ed.Key words:hyperaccumulator;heavy metal;uptake 收稿日期:2000-10-31基金项目:国家杰出青年基金(39925024)资助。

超富集植物吸收富集重金属的生理和分子生物学机制

实验结果表明：
1、遏蓝菜对重金属的吸收具有选择性。在不同重金属浓度处理下，遏蓝菜对Cu的吸收量最高，其次为Zn，Pb的吸收量最少。这一结果与遏蓝菜的生长状况和重金属在环境中的赋存形态有关。
2、重金属在遏蓝菜中的运输主要依赖于根系。实验发现，随着时间的推移，根系中重金属含量逐渐降低，而地上部分重金属含量逐渐增加。这表明根系在吸收重金属后，通过输导组织将其运输至地上部分。
发掘和利用超富集植物吸收富集重金属的相关基因和蛋白质，为重金属污染治理提供基因资源和蛋白质靶点。通过对比不同基因型超富集植物在重金属污染环境中的表现，有望筛选出具有更好适应性和富集能力的植物品种，为重金属污染治理提供更有效的生物材料和方法。
参考内容
基本内容
随着工业和城市化的快速发展，重金属污染已成为全球范围内的严重问题。重金属不仅对人类健康构成威胁，还能在环境中长期积累，影响生态系统平衡。超富集植物作为一种能够高效清除重金属的生物，在重金属污染治理方面具有广阔的应用前景。本次演示以超富集植物遏蓝菜为研究对象，探讨其吸收、运输和累积重金属的机制。
综上所述：本研究通过盆栽实验和相关分析方法，深入探讨了遏蓝菜对重金属的吸收、运输和累积机制。研究结果表明，遏蓝菜对重金属的吸收具有选择性，主要依赖于根系进行运输，并在地上部分的嫩叶部位累积。这些发现可为今后研究提供理论依据，并有望为重金属污染治理提供新的解决方案。在未来的研究中，可以进一步探讨遏蓝菜对重金属吸收、运输和累积的分子机制，以及寻找更多具有应用潜力的超富集植物种类。
植物修复技术是一种利用植物及其根际微生物体系治理重金属污染的环境友好技术。该技术具有操作简单、成本低廉、无二次污染等优点，在治理重金属污染方面具有广阔的应用前景。目前，植物修复技术已成功应用于土壤、水体等环境中的重金属污染治理。然而，植物修复技术也存在一定的局限性，如治理周期较长、可能产生生物富集等。

重金属污染土壤的植物修复及超积累植物的研究进展

Ｋｅｒｓ：ｅｖｔｌｏｔｍｉａｅｉ；ｐｙｏｍｅｉｔｎ；ｈｐｍｅｕｌｔｒｙｗｏｄｈａｙｍｅａｓｃｎａｎｔｄｓｌｈｔｒｏｅｄａｏｉｙｅｅｍｕａｏ
最近十几年土壤污染已经引起了公众的广泛关注。不断增加的污染已经导致了大面积土地不能耕作，并且危害了野生动植物和人类 ¨ 。
的特点。因此，土壤 ——植物系统中重金属污染对物的迁移转化及超积累植物积聚重金属的机理进行深入的研究有着重要的意义。植物修复技术利用超积累植物的提取作用，发植物的挥发作用以及固挥
重金属污染土壤的植物修复及超积累植物的研究进展
吴志强，尚义，海英，顾李王春梅
（贵州大学资源与环境工程学院，贵州贵阳５００）５０３
摘
要：植物修复技术是近年来发展起来的一种主要用于清除土壤重金属污染的生态技术。重金属超积累植；积累植物超中图分类号：５Ｘ３文献标识码：Ａ
ＰｙｏｅｄａｉｎｏａｙＭｅａ．ｏｔｍｉａｅｏｌｈｔｒｍｅｉｔｆＨｅｖｔｌＳ—ＣｎａｎｔｄＳｉｏｓ
重金属不能被生物所降解，能通过食物链在生物体内不断富集，因此生态危险性高。土壤中重金属污染的危害主要表现在降低土壤肥力，低作物降产量与品质，而且恶化水环境，通过食物链危及人并类的健康与生命。据统计，中国约有３万多公顷土地受汞的污染，１多公顷土地受镉的污染，年有万每仅生产镉米就达５万吨以上，而每年因污染而损失的粮食约１０吨，２０万严重影响了中国的粮食生产和食物安全【。尤其严重的是，金属在土壤系统中２Ｊ重

芥菜吸收积累重金属研究进展

2020年3月鎳色料坟Journal of Green Science and Technology第6期芥菜吸收积累重金属研究进展周晓妤，龚玉莲，曾碧健，谢婕.张玉华，林采玲，陈梓桐，甘苑娴，黄丽莎(广东第二师范学院生物与食品工程学院，广东广州510303)摘要：指出了土壤重金属污染状况和由此导致的蔬菜重金属污染风险不容忽视。

针对不同品种齐菜吸收和积累重金属的特性、吸收机制以及应用方面进行了综述，为研究芥菜吸收积累重金属的机理和应用提供参考。

关键词：芥菜；重金属；吸收积累中图分类号：X53 文献标识码：A文章编号：1674-9944(2020)06-0106-051引言2014年《全国土壤污染状况调查公报》公布全国土壤总的超标率达16. 1%,主要为重金属等无机污染，高达82. 8%[1。

土壤是蔬菜吸收积累重金属的重要来源:2]。

利用生物方法降低土壤重金属含量以及筛选重金属低积累植物保障食品安全的研究备受关注十字花科植物种类多样，营养价值高.是蔬菜类中的一大类:‘]。

芥菜（心 'assica juncea(L.)Czernet Coss)是十字花科（Cry)芸苔属（B n v.w Vu)的一年生草本植物，其根茎叶均可食用。

芥菜种类众多，根可做成榨菜，叶和茎可做蔬菜食用，其中叶用芥菜食用最广泛:s:。

研究发现芥菜吸收积累重金属的能力较强，其中印度芥菜最强「。

因此研究芥菜吸收积累重金属，对控制重金属对芥菜的危害、利用芥菜降低土壤重金属含量均具有重要意义。

本文就近年来芥菜吸收积累土壤重金属的研究进行综述。

2芥菜对重金属的吸收积累特性2.1芥菜不同品种吸收积累重金属的特性不同种或品种的植物吸收积累重金属存在差异8:。

表1列出了 19个芥菜品种吸收积累C'd的情况，结果显示不同芥菜品种吸收积累C d存在差异。

比较地上部 C d含量可见，19个芥菜品种均大于0.2 mg/kg(国家食品安全限量标准），其中印度芥菜品种超标高达几十倍；比较地下部C d含量可见，除了四季甜客家芥、特选大坪埔大肉包心芥菜、优选益丰芥菜、嫩香白皮棒菜外，芥菜品种均大于0.lmg/kg(国家食品安全限量标准），其中印度芥菜品种超标高达几十倍以上。

土壤重金属污染的耐性_植物效应研究进展

收稿日期:2008-02-27　作者简介:毛玉红(1972-),女,硕士,讲师,云南宜良人,主要研究方向:环境污染控制与资源化。

土壤重金属污染的耐性———植物效应研究进展毛玉红,高军锋　(兰州交通大学环境与市政工程学院,甘肃　兰州　730070)摘　要:就土壤重金属污染不易被觉察问题,阐述了反映土壤重金属污染耐性的不同植物效应:指示植物和超累积植物。

综述了指示植物和超累积植物的选择、监测及在反映土壤环境中重金属污染程度和用于土壤修复的特点及主要限制因素。

探讨了目前研究中存在的问题和不足,展望了研究与应用前景。

关键词:土壤重金属污染;指示植物;超累积植物;植物修复;进展中图分类号:X17 文献标识码:A 文章编号:1673-9655(2008)04-0004-03 土壤重金属污染是一种严重的环境污染因素,与水体、大气污染相比,土壤污染较难通过视觉、嗅觉等感觉器官察觉,通常不会立即使人体产生强烈的不舒适感或不安全感,因而容易造成公众乃至决策层的忽视。

土壤中重金属在植物体内超标累积,再直接或间接地进入食物链,影响食品安全,将会严重威胁到人类的生命和健康。

通过某些植物效应,可以及时地发现污染,治理污染。

如可以利用植物的敏感性将其作为指示植物,充当环境污染的指示灯,及时发现土壤环境的改变,采取防范措施;利用植物的超累积特性将其作为修复植物,恢复和重新利用被重金属污染的土壤。

1　土壤重金属污染我国土壤重金属污染主要由工业“三废”以及污灌、农药化肥的不合理施用等农业措施引起;人们的生活垃圾也不可小视,单就垃圾中的电池而言,每年就有近100亿节电池被丢弃,而电池中都含有大量的会对环境造成严重危害的重金属元素[1],它可以通过食物链对人体产生直接危害,还可以通过影响水体和大气环境质量间接威胁人类健康。

目前中国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积约占总耕地面积的15%[2];重金属污染可谓无处不在,而且已直逼“菜篮子”,据调查,污染最严重的蔬菜样本里,重金属超标可达上百倍。

重金属污染土壤植物提取技术机理的研究进展

性。因交换态具有较大的溶解性，他形态更易于被植物较其吸收，碳酸盐结合态也同样易于溶物对重金属的吸收与交换态和碳酸盐结合态关系最为紧
密罔在根系这个特殊的微环境里，。由于根系分泌物及微生物的活动，酸盐结合态的生物有效性很容易得到提高。碳但在不同的根际微环境中，酸盐结合态的有效性也可能不碳
ＹＯｉｎｔｆｏｅｅｆｉｔｈｍｓｙｎｎｉｎｅｔｎｉｅｒｇＳａｄｎｓｔｅｆｉｔｎｕｔ，ｉａ，ｈｎｏｇ５３３ＵＷｅ－Ｃｌｇｇｅｉｒａｄｖｒｍｎｌｇｅｉ，ｈｎｏｇｎｔｕｇｄｓＪｎＳａｄｎ０５）ｍｉｅａｌｌｏＬｈＣｔＥｏａＥｎｎＩｉｔｏＬｈＩｙｒｎ２
同，Ｈ值可以通过改变碳酸盐结合态的有效性而影响重金Ｄ
属元素的生物有效性。
２植物对重金属的吸收、运输和转移过程２１吸收过程．
游伟民，铎（东工学轻与境程院山济５５李天山轻业院化环工学，南２３）东０３
摘要从植物根际土壤重金属的释放、物对重金属的吸收、植重金属在植物体内的运输与转移以及植物对重金属的积累与忍耐机制等方面对植物提取技术机理的研究进行了综述。关键词土壤污染；物提取；植重金属中图分类号Ｓ５．文献标识码Ａ１４４文章编号
０１— ６１２０）４００３０５７６１（０８１－６５－３

超积累植物的研究进展

超积累植物的研究进展1023403 金颖摘要综述了近年来研究超积累植物吸收重金属的分子生物学机制和重金属从土壤到根际的过程、对其的活化以及吸收。

并对超积累植物进行了合理的展望，以期推动国内在这一国际热点领域的研究。

关键词根际重金属；超积累植物；吸收机理；植物修复超积累植物是指对重金属元素的吸收量超过一般植物100倍以上的植物，超积累植物积累的Cr、Co、Ni、Cu、Pb的含量一般在0.1%以上积累的Mn、Zn含量一般在1%以上。

目前已发现400多种超积累植物，因此利用超积累植物治理土壤重金属污染的现实可能性不断增加。

而应用这种生物治理技术需要明确超积累植物吸收和储藏重金属的机理，以及各种根际条件对吸收重金属过程的影响。

采矿、冶炼、金属加工、汽车尾气排放以及农药和化肥的使用、污水污泥的扩散，重金属污染等已对全球环境造成危害。

有毒重金属土壤系统污染过程具有隐蔽性、长期性和不可逆性，因此,土壤系统中金属特别是有毒重金属的污染与防治，一直是国际上研究的热点和难点。

目前常采用的物理与化学治理技术（如客土法、淋溶法、施用化学改良剂等），不仅费用昂贵、需要特殊仪器设备和专门技术人员，而且大多只能暂时缓解重金属的危害，还可能导致二次污染，不能从根本上解决问题。

而利用超积累植物的蓄积、吸收重金属可以取得较好的效果，不会有二次污染。

目前对重金属的研究主要包括两个方面：重金属引起的各种退化过程、机理及重金属污染土壤的化学和生物学修复。

1超积累植物吸收重金属的过程1.1根系吸收重金属的过程超积累植物可以活化土壤中不溶态的重金属。

根袋（rhizobag）试验表明，土壤中可移动态Zn含量的下降占超积累植物T. caerulescens吸收Zn总量中的不到10%，说明T.caerulescens 可以将土壤中的Zn从不溶态转化为可移动态。

植物的根系可以分泌质子,从而促进了植物对土壤中元素的活化和吸收。

种植T.caerulescen和非超积累植物T.ochroleucum后,根际土壤中可移动态Zn含量均较非根际土壤高,这可能与根际土壤中pH较低有关，在试验结束时，根际土壤pH较非根际土壤低0.2~0.4, 但两种植物对根际土壤的酸化程度没有显著差异。

植物对重金属污染的生理适应机制研究

植物对重金属污染的生理适应机制研究在当今的环境中，重金属污染已成为一个严重的问题。

这些重金属，如铅、镉、汞等，不仅对人类健康构成威胁，也对生态系统中的植物产生了巨大的影响。

然而，令人惊奇的是，植物在长期的进化过程中，发展出了一系列的生理适应机制来应对重金属的污染。

植物对重金属的吸收和积累是一个复杂的过程。

首先，根系在这个过程中起着关键作用。

植物的根系通过多种途径吸收重金属离子。

有些植物具有特殊的根结构，比如增加根毛的数量和长度，从而扩大了与土壤的接触面积，增强了对重金属的吸收能力。

在细胞层面，植物细胞内部存在着一系列的屏障和分隔机制。

细胞壁就是第一道防线，它能够吸附和固定一部分重金属离子，阻止它们进入细胞内部。

一旦重金属离子进入细胞，液泡则成为了重要的储存场所。

液泡可以将重金属离子隔离起来，降低它们对细胞内重要细胞器和代谢过程的损害。

植物还能够通过改变自身的代谢途径来适应重金属污染。

例如，它们会调整一些酶的活性和合成。

抗氧化酶系统在这个过程中发挥着重要作用。

当重金属进入植物体内时，会引发氧化应激反应，产生大量的活性氧物质。

而抗氧化酶，如超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶等，能够清除这些有害的活性氧，保护细胞免受氧化损伤。

此外，植物还可以合成一些特殊的蛋白质和多肽来结合重金属离子。

这些蛋白质和多肽能够与重金属形成稳定的复合物，从而降低重金属的毒性。

其中，金属硫蛋白就是一种常见的例子。

金属硫蛋白富含半胱氨酸残基，能够与多种重金属离子紧密结合。

植物对重金属的外排机制也是其适应污染的重要策略之一。

一些植物能够通过特定的转运蛋白将重金属离子排出细胞外，或者将其运输到植物的特定部位，如老叶或表皮组织，从而减少对新生组织和器官的伤害。

在基因层面，植物在长期的进化过程中形成了一系列与重金属耐受和适应相关的基因。

当受到重金属胁迫时，这些基因会被激活或表达增强，从而启动一系列的生理响应机制。

例如，某些基因可以调控重金属的吸收、转运和解毒过程。

超积累植物对土壤中重金属元素吸收机理的探讨

超积累植物对土壤中重金属元素吸收机理的探讨
超积累植物是指能够在其生长过程中从土壤中吸收大量重金属元素，
并储存在自身组织中的植物。

由于其具有强大的吸收能力和化学转运能力，被广泛应用于修复和处理重金属污染土壤。

本文将探讨超积累植物吸收重
金属元素的机理。

首先，超积累植物吸收重金属元素的过程分为两个阶段：第一阶段是
重金属元素离子的吸附和输入，第二阶段是元素的转运和储存。

在第一阶
段中，超积累植物通过根系分泌物质，如有机酸、融合酸和还原酶等，促
进土壤中重金属元素的释放和溶解，使其更容易被吸收和输入植物根系。

此外，植物根系表面的吸附根状物和细胞壁也可以吸附重金属离子，使其
被拦截和吸收。

第二阶段中，超积累植物通过根鞘内质膜和质壁的多种通道和运输蛋白，将吸收的重金属元素输入到植物内部，并在植物体内转运和储存在各
种组织中。

这些转运和储存方式包括，通过根系表面吸附到的重金属元素
在细胞内部形成沉积物结晶，如针状晶体和晶粒；植物体内有一定的配位
物质，可以将重金属元素和蛋白质分子结合储存；如果植物体内的重金属
浓度过高，超积累植物将通过叶片和组织的死亡，在生长阶段逐渐释放掉
其中的重金属元素。

总的来说，超积累植物吸收土壤中重金属元素的机理比较复杂，其通
过多种途径和方式来吸收、转运和储存重金属元素。

研究这些机制对重金
属污染的治理和修复具有很大的意义。

植物对铅的吸收_转运_累积和解毒机制研究进展_段德超

重金属
铅胁迫
吸收
转运
累积
பைடு நூலகம்
解毒机制文献标识码
文章编号 1001 － 9332（ 2014） 01 － 0287 － 10 中图分类号 Q945． 78； S154． 4； X53
重要的作用．但是，当植物体内重金属过量、超过某一临界值时，就会对植物产生胁迫作用，导致其体内代谢过程紊乱，生长发育受到抑制，甚至导致植物枯死亡．而有些重金属元素（如 Hg、 Cd、 Pb 等）是植萎、物非必需元素，微量即会对植物产生毒害．在众多重金属元素中，铅由于具有熔点低、易加工、耐腐蚀、能冶够吸收辐射等特点，已被人类使用数千年．采矿、金、电镀以及含铅的涂料、纸张、汽油、炸药、污泥、农不药等的生产和使用向环境排放了大量的铅．因此，
288
应
用
生
态
学
报
25 卷
能 “自主移动 ” 的植物不可避免地会受到铅污染的毒害，继而通过食物链危及人类的身体健康．当植物暴露于铅胁迫下，即使在很低的浓度下，也能显现出中毒症状，如膜透性的改变、酶活性的扰乱、有丝分裂受阻、 DNA 损伤以及其他生理过程的改变等
［2 ］
比，大气铅浓度较高地区的莴苣（ Lactuca sativa ）等蔬菜铅超标率要高很多［15］． Hu 等［16］利用铅同位素示踪技术发现，大气总悬浮颗粒物对钻叶紫菀（ Aster subulatus）叶片中总铅的贡献率超过 70% ．叶片对铅的吸附是造成植物叶片铅含量升高的一个重要因不同品种茶叶表面吸附态素．于明革［17］研究发现，铅占叶片总铅的 30% ～ 50% ．叶片面积、气孔密度、叶片表面理化性质、叶片生长姿态等是造成不同品种茶树叶片铅吸附能力差异的原因．铅从大气环境向植物叶片内部的迁移与叶表面形貌及其内部结构均存在密切关系［18］．植物叶表皮的角质层小孔、气孔器（由保卫细胞围合而成，两个保卫细胞之间的裂生胞间隙称为气孔）和排水器（是植物将体内过多的水分排出体外的结构，由水孔和通水组织构成）是大气铅颗粒物进入植物叶片的主要通道，但通过气孔进入叶片的效率更