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1、超积累植物对土壤重金属的活化及吸收的生理特性报告人：邹同静指导老师：李廷轩教授超积累植物对根际土壤中重金属的活化超积累植物吸收重金属的生理特性重金属跨根细胞膜运输重金属在根共质体内运输重金属在木质部运输重金属在叶细胞中运输及分室化主要内容根际过滤植物固定植物挥发植物萃取（韦朝阳,陈同斌，2001；孙瑞莲，周启星，2005)土壤重金属污染是一个重要的环境问题具有隐蔽性、不可逆性、后果严重性的特点植物修复技术以成本低、操作简单等优点而倍受青睐采用物理或化学方法,费用高,对大面积的污染效果差超积累植物(H
2、yperaccumulator)是植物修复的基础,国际上已发现400多种超积累植物,国内对于超积累植物的研究相对较晚,研究较为系统的当属Ni、Zn、As等重金属的超积累植物。（韦朝阳，陈同斌，2002）目前已发现的大部分超积累植物生长速率慢、植株矮小,限制了它们用于大规模污染土壤修复的潜力。(AdrianoDC,WenzelWW.1997；EbbsSD,LasatMM1997；McGrathSPandDunhamSJ.1997)许多重金属离子进入植物体内的离子通道与必需营养元素相同,这就决定了超积累
3、植物必然具有独特的生理代谢过程。吸收转运富集转化矿化重金属（李文学，陈同斌，2003）超积累植物对根际土壤中重金属的活化超积累植物对重金属有很强的吸收和积累能力,不仅表现在介质中金属浓度很高时,而且在介质中金属浓度较低时,其地上部分的重金属浓度比普通植物高100倍以上。（杨肖娥，龙新宪，2002）Whiting等(Whitingetal,1997)研究表明超积累植物T.caerulescens和非超积累植物T.arvense共同种植时,T.arvense地上部分积累的Zn增加。根系—微生物H+有机酸
4、金属螯合分子酶？酸化螯合还原重金属溶解图1根际土壤重金属活化途径Cieslinski等(Cieslinski,1998)以硬质小麦的不同品种为材料,发现根际土壤中有许多水溶性低分子量有机酸,而在非根际土壤中未检测到。高Cd积累品种(Kyle)>低Cd积累品种(Arcola)Zhao等(2001)在Zn和Cd超积累植物T.caerulescens根系分泌物的研究中发现,T.caerulescens的根系分泌物不能显著增强Zn和Cd的移动性,植物对Zn和Cd的超积累性与根系分泌物无关。(Marschne
5、rH,1995;ZangFetal,2000)根系—微生物H+有机酸金属螯合分子酶？酸化螯合还原重金属溶解图1根际土壤重金属活化途径根系分泌物与根际中某些游离的重金属离子螯合形成稳定的金属螯合物复合体，以降低其活度,从而降低土壤中重金属的移动性,同时根系分泌物可以吸附、包埋重金属污染物使其在根外沉淀下来。(孙瑞莲，周启星，2005)根系—微生物H+有机酸金属螯合分子酶？酸化螯合还原重金属溶解图1根际土壤重金属活化途径一些植物在缺Fe或Cu条件下,根系还原Fe3+或Cu2+能力增加,吸收的Fe、Cu、
6、Mn、Mg也增加。(WelchRMetal,1993)这些研究结果都表明,超积累植物能改变根际环境，提高金属的溶解性。根系及根际微生物的作用能通过多种途径改变根际环境,活化土壤固持的重金属。根际土壤中重金属的有效化、根系对重金属的吸收重金属含量pH其它养分元素Eh含水量有机质（MarschnerH.1995）超积累植物吸收重金属的生理特性超积累植物从根际吸收重金属,并转移和积累到地上部,包括许多环节和调控位点1跨根细胞质膜运输2根皮层细胞中横向运输3从根系的中柱薄壁细胞装载到木质部导管4木质部中长途
7、运输5从木质部卸载到叶细胞6跨叶细胞的液泡膜运输(LasatMM,etal,1996;KüpperU,etal,1996;SmithRD,etal,1999;PickeringIJ,etal,2000)1、重金属跨根细胞膜运输Figure1.Concentration-dependentkineticsofZn2+uptakeintorootsofintactT.arvenseandT.caerulescensseedlings平滑的非饱和曲线根细胞壁结合的Zn2+跨根细胞膜的Zn2+质膜上高密集的
8、Zn2+运载蛋白是导致Zn2+吸速度及吸收量增加的重要原因。根际土壤中溶解的重金属可通过质外体或共质体途径进入根系。大部分金属离子通过专一或通用的离子载体或通道蛋白进入根细胞，该过程为一个依赖能量的过程。(MarschnerH.,1995)(LasatMM,BackerAJM,KochianLV,1996)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生中一种或几种特异性金属。A.bertoloniiT.caerulescensNiCoZnZnM
