重金属镉对植物胁迫的研究进展【文献综述】

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1、毕业设计文献综述生物科学重金属镉对植物胁迫的研究进展[摘要]：镉是人体非必需元素,在自然界中常以化合物状态存在,一般含量很低,正常环境状态下,不会影响人体健康.但镉危害植物生长发育，而且极易被人体吸收,并在体内形成镉硫蛋白,选择性地蓄积肝,肾中。其中,肾脏可吸收进入体内近1/3的镉,是镉中毒的"靶器官".其它脏器如脾,胰,甲状腺和毛发等也有一定量的蓄积。由于镉损伤肾小管,病者出现糖尿,蛋白尿和氨基酸尿.特别具使骨骼的代谢受阻,造成骨质疏松,萎缩,变形等一系列症状。本文对近年来国内外关于镉对植物伤害与植物耐镉机理的相关研究成果，并对该研究领域的一些重点问题进行了展望。 [关

2、键词]：镉；非必需元素；植物；危害；人体前言由于采矿、冶炼以及Cd处理等工业的发展，Cd污染问题日益严重。全世界每年由于人为因素向环境中释放的镉有30000t左右[1]，其中82%～94%的镉进入到土壤中。据报道，我国受镉污染的农田面积已达20000hm2，且有逐渐加重的趋势[2]。Cd危害植物生长发育，最终影响人类。它是危害人体健康的有毒元素，也是毒性最强的重金属元素之一。研究表明，在众多金属元素中，人体日常吸收最为严重的是Dd[3]。镉不是植物生长发育所必需的元素，但易被植物吸收，本身具有高移动性和高毒害性，通过食物链进入人体后，会导致神经和肾功能异常，骨骼病变，并能

3、引发骨痛病、肺气肿、高血压等多种疾病。因此，有关Cd污染对植物引起危害的问题，已引起人们的高度重视，这方面的研究也日趋活跃[4-9]，很多学者从不同侧面研究了Cd对植物的生理生态效应，以期促进Cd污染的理论研究和防治，同时研究镉对植物的毒害及其耐性机理，对于农业生产、环境治理及生态保护都有重要意义；同时可进一步提高人们的环保及保健意识，促进无公害食品生产的发展。41.镉对植物生长有很大的响应当植物体内镉达到一定浓度，就会产生毒害作用，甚至镉能抑制细胞和整个植株的生长，通常植株表现为发育缓慢，矮小，叶片失绿等症状。刘东华等[10]通过研究Cd2+对洋葱根尖的生长及细胞分裂的

4、影响，认为Cd2+通过影响钙调蛋白参与纺锤丝微管蛋白的组装和拆卸从而阻止了细胞的分裂。丁海东等[11]研究水培下不同浓度Cd2+对番茄幼苗生长的影响，发现，随浓度增大，生长受到抑制，生物量积累下降。宋松泉等[12]用不同浓度的Cd2+处理玉米种子，结果表明，在0～0.5mmol的Cd2+范围内，发芽率、幼苗生长量均随胁迫浓度的增大而降低。植物在生长过程中，根系发育不但要从土壤中主动摄取营养物质，同时也会被动吸收污染物，由于根系直接与污染土壤接触，因而往往是受毒害最深、积累有害物质最多的部分。白皮松[13]、小麦[14]等根系在镉胁迫下，生长受到抑制，并随浓度增大，根由长变

5、短。根系受损必然导致植物发芽数量、速度以及地上部分的发育受到严重抑制。镉胁迫下的小麦幼苗生长受到抑制，苗高随镉胁迫强度的增加降低的非常明显，叶片伸长迟缓。但近年来，有学者指出，镉对植物表现出“低促高抑”。例如当镉离子低浓度时，对黄豆[15]、玉米[16]的萌发有刺激作用，提高发芽率和发芽势、高浓度则抑制。有研究工作者认为镉对植物生长的影响主要是抑制了细胞的正常分裂活动，主要表现在对细胞分裂周期、细胞分裂指数和染色体形态的影响三方面。2.随着重金属污染的日益严重，植物光合作用受到严重抑制。镉是光合作用的一种有效抑制剂[17]，镉进入植物体内，首先影响光合色素，使叶绿素含量下

6、降，进而影响光合功能。小白菜在低浓度镉胁迫下，其净光合速率降低，并明显降低光合电子传递量子效率、电子传递速率[18]等。但也有研究表明，低浓度镉使植物净光合速率、最大光化学效率以及实际光化效率等均有所上升，而在高浓度下则有所下降，这与植物生长结论一致，表现出“低促高抑”[19]。Cd胁迫植物光合作用变化的原因，有研究者[20]指出是由于Cd可通过抑制叶绿素的生物合成及光系统Ⅱ中的光合电子传递而影响叶绿体的正常功能，也有人认为Cd对植物光合电子传递影响不大[21]。Stobart和Siedlecka等[21-22]则认为Cd主要是通过降低光合色素含量来抑制植物的光合作用。不

7、同的研究得出结论不尽相同，究其原因可能与所研究植物和研究方法不同有关。3金属引起植物对养分吸收性能及运转特征的改变4金属作为一种离子或者与养分竞争植物根系吸收部位，或者影响植物生理生化过程，从而引起植物对养分吸收性能及运转特征的改变[23]。Bemaletal[24]研究表明，Cd能减少根系对养分Zn的吸收。Oliver等[25]用低剂量Zn（10kg/hm2）处理Zn的小麦，发现施用锌肥可以使小麦中的Cd含量减少约2倍。邬飞波等[26]在大麦中也得出Cd显著抑制Zn的吸收和积累，表现出颉抗作用。重金属引起植物对养分吸收性能及