铬胁迫对植物的毒害和抗胁迫机制的概览-论文.pdf

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1、2014年26期科技一向导◇环保科技◇铬胁迫对植物的毒害和抗胁迫机制的概览龚林(~'klt大学水利与环境学院河南郑州450001)【摘要】本文介绍了铬对植物的形态结构，萌发生长，生理过程方面的伤害，以及植物清除氧化胁迫和降低金属离子毒性的简单机理。【关键词】铬胁迫；生物量；氧化胁迫；植物金属硫蛋白O．前言基自由基，诱发氧化胁迫。铬是广泛存在于自然环境中重要的重金属污染物之一有致癌作2．植物抗胁迫能力用。铬可能来源于火山喷发。然后随雨水或风力进入土壤，水体。或者氧化胁迫会诱导抗氧化代谢主要包括抗氧化酶和非酶抗氧化物通过某些工业制造行业，如金属冶炼．制革等，排放含铬废物．污

2、染环质。境。铬元素可能会影响植物从萌发到生长发育的多个生理过程．抑制2．1非酶促保护系统清除活性氧植物的葫发，降低植物生物量，代谢过程异常，甚至致死。探究铬对植非酶抗氧化物质主要包括抗坏血酸(AsA1、谷胱甘肽(GSH)等。物的胁迫和植物的抗铬胁迫机制．可以帮助我们提高植物的抗胁迫能GSH是由谷氨酸、甘氨酸、半胱氨酸组成的富含一sH的三肽．可通过力，寻找具有更强抗逆性的品种，利用相关植物来进行土壤或者水体AsA—GSH循环代谢参与清除H0。GSH和AsA在细胞中都可以将六净化．降低环境中的有毒铬离子含量价铬转化为三价铬。铬处理时．AsA在植物体内不受明显影响．GSH1．

3、铬对植物的胁迫伤害有明显的增高。这可能是因为，缺乏较强的抗氧化酶系统的作用．这两铬会抑制植物生长．干扰植物生物量的积累．增加细胞中的高电种非酶物质只能起到辅助作用铬在细胞中的吸收是通过膜转运体子密度物质．降低色素含量。降低抗氧化酶系的活性。诱导产生活性(硫酸盐载体)氧，发生氧化胁迫破坏细胞膜和叶绿体，损伤DNA。还可能导致叶片2．2酶促保护系统清除活性氧的缺绿病。抗氧化酶主要包括超氧化物歧化酶(SOD)，过氧化氢酶(CAT)，愈1．1对植物形态的影响创木酚过氧化物酶(GPx)，过氧化物酶(POD1。谷胱甘肽还原酶(GR1植物的根是首先受到重金属元素伤害的部位，在植物中．

4、绝大部等。SOD的功能是将O2一歧化为H：02。SOD的活性增加与对金属盐胁分的铬积累在根中．而较少向叶片运输。六价铬比三价铬更有植物毒迫的耐受有关。在较高浓度铬的胁迫下。GPx和GR的下降以及SOD性。铬元素可以抑制种子萌发和幼苗生长，打破植物的水和营养平衡。的上升不足以补偿铬带来的氧化胁迫CAT可以分解过氧化氢．同时通过电镜观察经铬处理植物的超微结构．可以知道．铬胁迫会减少叶产生·OH．氧气和水．CAT位于过氧化物酶体可以避免过氧化氢向叶片中栅栏组织和海绵组织细胞数量。增加木质部和韧皮部细胞的细胞绿体内渗透，减轻金属伤害。在铬胁迫的条件下，不同浓度的铬可以诱壁中的高

5、电子密度物质和液泡数量。植物根细胞发生一定程度的扭曲导或抑制CAT活性。GPx(愈创木酚还原酶)在植物体内参与了许多生变形，并高度空泡化，产生致密的溶酶体，并且会产生质壁分离现象。理过程．包括木质化，脯氨酸蛋白质的交联，可溶性酚醛的氧化和降1．2铬胁迫对呼吸作用的影响解还会涉及叶绿素降解．细胞衰老和过氧化氢的形成。铬可以抑制细胞中呼吸链上单电子的传递。铜或者铁载体发生氧2l3去除铬胁迫毒性系统的重要组成化还原反应，铬在线粒体中被细胞色素运输转运，还原细胞色素。被还2．3．1植物螯合蛋白和金属硫蛋白原的细胞色素血红素作为铬结合载体，阻碍电子转运。铬会结合在复在消除铬元素毒

6、性中起作用植物螯合蛋白(PCs)和金属硫蛋白合体Iv上的cyta3．从而抑制细胞色素氧化酶的活性，从而干扰正常(MTs)会螫合和阻隔金属离子植物螯合蛋白是植物体内产生的，由的呼吸作用有研究显示．根细胞中的线粒体中的细胞色素b区域可酶催化合成的富含半胱氨酸的多肽物质随金属离子浓度增加，胁迫以产生超氧根负离子。参与氧化胁迫时间延长，螯合肽量增加，分子质量增加。Pcs含巯基(一sH)，而一sH与1-3铬的吸收对光合作用的影响金属离子结合形成硫肽复合物．螯合金属离子，其结合态主要存在于三价铬和六价铬都会降低叶绿素含量(叶绿素总体含量．叶绿素液泡中。液泡的分隔作用可以降低铬胁盐的

7、毒害作用。或者细胞可以a，叶绿素b，胡萝素都下降)。铬离子会降低5一氨基乙酰丙酸fALA)通过一些转运蛋白，将这些复合物转运到胞外。Pcs还可以保护对铬脱水酶含量．对它催化ALA合成叶绿素的过程产生影响．从而降低叶较为敏感的酶的活性生物体内的金属巯基蛋白fMn与Pcs有类似的绿素含量。因为结构上一定的相似性．六价铬可以替代许多酶活性位结构功能．通过络合铬离子来降低毒性点上的镁离子，改变叶绿体的超微结构，类囊体和叶绿体膜结构变化，2-3．2有机酸类囊体排布混乱。从而抑制光合作用。在某些水生植物中．经铬处理后根系中的分泌作用将对减轻重金属离子