重金属对植物的胁迫作用及其与信号转导的关系
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亡 。
研究 的主要领域之一 。
１ 重金属及其性质
重金属一般指密度在 ４ ５ ｃ 以上 的金属 ， ．ｇ・ ｍ 而 在环境污染研究 方 面 ， 主要 是指 汞 、 、 、 、 镉 锡 铅 铬及 类
３ 重金属对植物的毒害机理 各种植物对重金属 的耐受程度 以及重 金属毒性作
金属砷等生物毒 性显 著的重 金属 ， 次是 指有一 定毒 其 性 的一般重金属 ， 如锌 、 、 、 铜 镍 钴和锡 等。构 成环境污
生物学 教 学 ２１年（ ７ 第２ ０２ 第３ 卷） 期
・ ７・
重金 属 对 植 物 的胁 迫 作 用及 其 与信 号 转 导 的关 系
王 瀚 何 九军 杨小 （ 肃 陇 师 高 专 学 生 科 与 学 ７ ５ ） 乏 甘 省 南 范 等 科 校 命 学 化 系 ４ ０ ２０
罗丽萍． 植物 学通报 ，６ ５ ：９ ～５ ７ １ （ ）５ １ ９
［］ ４ 袁宜如 ， 晓云．０ ７ 芒萁生化他感 作用机理初探． 李 ２０． 安徽农业科
学 ，５ １ ）５ ４ ３ （ ７ ：０ ７—５ ４ ０８ ，
［ ３ 国家 中医药 管理局 中华 本草编 委会编． ９ ８ 中华 本草 ， １］ １９． 上海 ：
ｔｒｎ ｅｌ ， ９ ３ ：６ ｒ ｄＨ ａｔ ２ （ ） １９～１７ ）ａ ｈ ７
［］ 刚， ３葛 陶
勇．９９ 芒萁对几种 杂草和农作 物的生化 他感作 用 １９ ：
［２ 李钧敏 ， １］ 金则新 ， 朱慧慈 ．０７ 重金属污染 芒其居群 遗传分化 ２０．
的 Ｒ Ｄ分析． ＡＰ 生态学杂志，６ ２ ：７ —１６ ２ （ ） １ １ ７
［］ ５ 赵厚本 ， 邵志芳 ， 杨义标 ．０ ７ 华南地 区几种常见植 物对薇 甘菊 ２０．
的化感作用研究． 生态环境 ， （ ） １０—１４ ｌ １ ：３ ６ ３
科技 出版社 ［４ 苏育才．０５芒萁多糖提取及抗菌活性初 步研究． １］ ２０： 亚热带植物
摘 要 重金属作为重要 的土壤污染物对植物的生长发育具有较强的胁迫作用。本文综述 了重金属胁 迫对植物 的毒害机理 以及
在此过程ｔ 的信 号转导 途径 。 丰 ｜
关键词
重金属 胁迫
毒 害机理
信 号转导
随着工农业 的迅 速发展 ， 土壤 重金属 污染 日益 严
些重金属离子可取代蛋 白质功能基 团中的 ｃ ¨ 、 ｎ ａ ｚ
属， 其次是具有一定毒性 的金属铜 、 锌和镍等 。
２ 重金属与植物生长发育的关 系
体的毒 害主要 包括影 响植 物的水 分代谢 、 影响植 物 呼
重金属 在植 物 的生 长 发育 过程 中扮 演着 双重 角
吸作用 、 抑制光合作用 、 使植物体 内碳水化 合物代谢紊 乱、 核酸代谢失 调、 氮素 代谢受 到干扰 、 通过 拮抗 或协
ｆｒ ｓ ｅｄ ｓ ｒｅ ｎ ｓ ｕｈ ｒ ｈｎ ． Ｅ ｖｒｎ ｎａ ｏｈ ｍｉ・ ｅ ：ａ ｆ ｌ ｕ ｖｙｉ ｏ ｔｅ Ｃ ｉａ ｎ ｉ ｎ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔ Ｇｅ ｃ ｅ ｓ ｌ
［］ １邓
恢， 林沁文 ， 滕华 卿 ， ．０ ４ 强度 水土流失 区芒其 生长规 等 ２０ ．
律分析． 福建林学院学报 ， （ ）２ ２ ２４ ２ ３ ： — ６ ４ ６ ［］ ２ 叶居新 ， 洪瑞川 ， 伟中 ， ．９ ７ 芒其植 株浸 出液对几 种植 物 唐 等 １８ ． 生长的影 响． 植物生态学与植 物学学报 ，１ ８ ： ３— ｌ １（ ） ２ ２ １ ０
重 。重金属胁迫对植 物 的毒害 已相继从 形 态 、 生理 生 化 以及分子水平 上进行 了 大量 的研 究 ， 已成为毒理 学
和Ｍ２ ｇ 等金属离子， 易使植物细胞 中的酶活性丧失、
生物膜受损 、 正常代谢发生紊乱 、 对植物 细胞 形成氧 并
化胁迫 ， 终 抑 制 植 物 生 长 发 育 ， 至 导 致 植 株 死 最 甚
Ｒ Ｓ 形成 ， 响细胞质膜系统 ， 响植 物 的代 谢 过 Ｏ敏．０ ． ２１ 重稀土矿区芒萁稀土元素精细定位及 ０
光抑制对其光合活性 的 影响． 国稀土学报 ， （）３９ ３ 牛 ２ ３ ： —８ ８ ７ ６ ［ １ Ｗｅ Ｃ ， ｎ ， ｕ ， ｔ ． ０ ７ ｒ ｎ ｃｍ ｌ ｉ ｙ １ ］ ｉ Ｙ Ｗａ ｇ Ｓ ｎＸ ｅ ａ ２ ０ ．Ａ ｓ ｉ ａ ｕ ｕ ｔ ｎｂ Ｃ １ ｅｃ ｃ ａｏ
同作用 导致植 物体 内矿质元 素失 调、 抑制 植物种 子萌
色 。一方 面 ， 部分 低浓度 的重金 属元 素是植 物生 长发 育所需 的微量元 素 ， Ｃ 、ｅ ｚ 如 ｕ Ｆ 、ｎ和 Ｍ ｎ等是植 物体 内 许 多酶促 反应 的辅 因子 ， 细胞结 构的形 成和信 号转 在 导过程 中具有重要作用 ； 另一方 面， 当重金属 浓度超过 植 物所 能耐受 的阈值 时便会对植物 的生 长发育产生 胁 迫作用 ， 一些重 金属元 素如 Ｃ ， ｇ Ｐ ｄ Ｈ 、ｂ和 Ａ 等甚至 能 ｓ 则 对植 物体的生长 发育产 生直 接的毒 害作用 ， 因为这
染 的重金属主要有汞 、 、 镉 铅和铬等对生物毒 性强的金
用 大小各异 ， 因而植物 的毒 害机 理 的研究 内容较 为广
泛， 研究 的方法也多样 。据 目前 的研究来 看 ， 重金属对 植物 的毒害作用及机理 主要表现于 以下几方面 ： ３ １ 重金属 对植物 的毒 害作 用特点 重金属对 植物 ．
主 要 参 考文 献
发和植 物 的生 长发 育 等 。Ｆｒｅ 综 合 相 关 的研 究 结 ｏｄｒ
果 ， 出重金属对植物 的毒害 的分步模 式 ： 提 ①重金属离
子与其 进入植 物根 系入 口位点 的其他离子 成分相互作
用 ， 致 细 胞 壁 上 活 性 氧 （ｅｃ ｖ ｘｇｎ ｓｅｉ ， 导 ｒａｔ ｅ ｏｙｅ ｐｃ ｓ ｉ ｅ
研究 的主要领域之一 。
１ 重金属及其性质
重金属一般指密度在 ４ ５ ｃ 以上 的金属 ， ．ｇ・ ｍ 而 在环境污染研究 方 面 ， 主要 是指 汞 、 、 、 、 镉 锡 铅 铬及 类
３ 重金属对植物的毒害机理 各种植物对重金属 的耐受程度 以及重 金属毒性作
金属砷等生物毒 性显 著的重 金属 ， 次是 指有一 定毒 其 性 的一般重金属 ， 如锌 、 、 、 铜 镍 钴和锡 等。构 成环境污
生物学 教 学 ２１年（ ７ 第２ ０２ 第３ 卷） 期
・ ７・
重金 属 对 植 物 的胁 迫 作 用及 其 与信 号 转 导 的关 系
王 瀚 何 九军 杨小 （ 肃 陇 师 高 专 学 生 科 与 学 ７ ５ ） 乏 甘 省 南 范 等 科 校 命 学 化 系 ４ ０ ２０
罗丽萍． 植物 学通报 ，６ ５ ：９ ～５ ７ １ （ ）５ １ ９
［］ ４ 袁宜如 ， 晓云．０ ７ 芒萁生化他感 作用机理初探． 李 ２０． 安徽农业科
学 ，５ １ ）５ ４ ３ （ ７ ：０ ７—５ ４ ０８ ，
［ ３ 国家 中医药 管理局 中华 本草编 委会编． ９ ８ 中华 本草 ， １］ １９． 上海 ：
ｔｒｎ ｅｌ ， ９ ３ ：６ ｒ ｄＨ ａｔ ２ （ ） １９～１７ ）ａ ｈ ７
［］ 刚， ３葛 陶
勇．９９ 芒萁对几种 杂草和农作 物的生化 他感作 用 １９ ：
［２ 李钧敏 ， １］ 金则新 ， 朱慧慈 ．０７ 重金属污染 芒其居群 遗传分化 ２０．
的 Ｒ Ｄ分析． ＡＰ 生态学杂志，６ ２ ：７ —１６ ２ （ ） １ １ ７
［］ ５ 赵厚本 ， 邵志芳 ， 杨义标 ．０ ７ 华南地 区几种常见植 物对薇 甘菊 ２０．
的化感作用研究． 生态环境 ， （ ） １０—１４ ｌ １ ：３ ６ ３
科技 出版社 ［４ 苏育才．０５芒萁多糖提取及抗菌活性初 步研究． １］ ２０： 亚热带植物
摘 要 重金属作为重要 的土壤污染物对植物的生长发育具有较强的胁迫作用。本文综述 了重金属胁 迫对植物 的毒害机理 以及
在此过程ｔ 的信 号转导 途径 。 丰 ｜
关键词
重金属 胁迫
毒 害机理
信 号转导
随着工农业 的迅 速发展 ， 土壤 重金属 污染 日益 严
些重金属离子可取代蛋 白质功能基 团中的 ｃ ¨ 、 ｎ ａ ｚ
属， 其次是具有一定毒性 的金属铜 、 锌和镍等 。
２ 重金属与植物生长发育的关 系
体的毒 害主要 包括影 响植 物的水 分代谢 、 影响植 物 呼
重金属 在植 物 的生 长 发育 过程 中扮 演着 双重 角
吸作用 、 抑制光合作用 、 使植物体 内碳水化 合物代谢紊 乱、 核酸代谢失 调、 氮素 代谢受 到干扰 、 通过 拮抗 或协
ｆｒ ｓ ｅｄ ｓ ｒｅ ｎ ｓ ｕｈ ｒ ｈｎ ． Ｅ ｖｒｎ ｎａ ｏｈ ｍｉ・ ｅ ：ａ ｆ ｌ ｕ ｖｙｉ ｏ ｔｅ Ｃ ｉａ ｎ ｉ ｎ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔ Ｇｅ ｃ ｅ ｓ ｌ
［］ １邓
恢， 林沁文 ， 滕华 卿 ， ．０ ４ 强度 水土流失 区芒其 生长规 等 ２０ ．
律分析． 福建林学院学报 ， （ ）２ ２ ２４ ２ ３ ： — ６ ４ ６ ［］ ２ 叶居新 ， 洪瑞川 ， 伟中 ， ．９ ７ 芒其植 株浸 出液对几 种植 物 唐 等 １８ ． 生长的影 响． 植物生态学与植 物学学报 ，１ ８ ： ３— ｌ １（ ） ２ ２ １ ０
重 。重金属胁迫对植 物 的毒害 已相继从 形 态 、 生理 生 化 以及分子水平 上进行 了 大量 的研 究 ， 已成为毒理 学
和Ｍ２ ｇ 等金属离子， 易使植物细胞 中的酶活性丧失、
生物膜受损 、 正常代谢发生紊乱 、 对植物 细胞 形成氧 并
化胁迫 ， 终 抑 制 植 物 生 长 发 育 ， 至 导 致 植 株 死 最 甚
Ｒ Ｓ 形成 ， 响细胞质膜系统 ， 响植 物 的代 谢 过 Ｏ敏．０ ． ２１ 重稀土矿区芒萁稀土元素精细定位及 ０
光抑制对其光合活性 的 影响． 国稀土学报 ， （）３９ ３ 牛 ２ ３ ： —８ ８ ７ ６ ［ １ Ｗｅ Ｃ ， ｎ ， ｕ ， ｔ ． ０ ７ ｒ ｎ ｃｍ ｌ ｉ ｙ １ ］ ｉ Ｙ Ｗａ ｇ Ｓ ｎＸ ｅ ａ ２ ０ ．Ａ ｓ ｉ ａ ｕ ｕ ｔ ｎｂ Ｃ １ ｅｃ ｃ ａｏ
同作用 导致植 物体 内矿质元 素失 调、 抑制 植物种 子萌
色 。一方 面 ， 部分 低浓度 的重金 属元 素是植 物生 长发 育所需 的微量元 素 ， Ｃ 、ｅ ｚ 如 ｕ Ｆ 、ｎ和 Ｍ ｎ等是植 物体 内 许 多酶促 反应 的辅 因子 ， 细胞结 构的形 成和信 号转 在 导过程 中具有重要作用 ； 另一方 面， 当重金属 浓度超过 植 物所 能耐受 的阈值 时便会对植物 的生 长发育产生 胁 迫作用 ， 一些重 金属元 素如 Ｃ ， ｇ Ｐ ｄ Ｈ 、ｂ和 Ａ 等甚至 能 ｓ 则 对植 物体的生长 发育产 生直 接的毒 害作用 ， 因为这
染 的重金属主要有汞 、 、 镉 铅和铬等对生物毒 性强的金
用 大小各异 ， 因而植物 的毒 害机 理 的研究 内容较 为广
泛， 研究 的方法也多样 。据 目前 的研究来 看 ， 重金属对 植物 的毒害作用及机理 主要表现于 以下几方面 ： ３ １ 重金属 对植物 的毒 害作 用特点 重金属对 植物 ．
主 要 参 考文 献
发和植 物 的生 长发 育 等 。Ｆｒｅ 综 合 相 关 的研 究 结 ｏｄｒ
果 ， 出重金属对植物 的毒害 的分步模 式 ： 提 ①重金属离
子与其 进入植 物根 系入 口位点 的其他离子 成分相互作
用 ， 致 细 胞 壁 上 活 性 氧 （ｅｃ ｖ ｘｇｎ ｓｅｉ ， 导 ｒａｔ ｅ ｏｙｅ ｐｃ ｓ ｉ ｅ