Research advance on the physiologically molecular mechanisms for plant heavy metal tolerance

植物可以通过一系列动态的分子生理机制来减少重金属的胁迫 这些机制包括重金属离子与细胞壁的结合 ,限制重金属离子透过细胞膜 ,重金属离子或化合物的排出 ,重金属在植物体内的转移 ,重金属的络合与区隔化以及植物对胁迫的基本的反应机制如胁迫蛋白含量的变化等 本文就植物耐重金属的分子生理机制进行综述     

植物耐重金属分子生理机制研究进展

植物可以通过一系列动态的分子生理机制来减少重金属的胁迫.这些机制包括重金属离子与细胞壁的结合,限制重金属离子透过细胞膜,重金属离子或化合物的排出,重金属在植物体内的转移,重金属的络合与区隔化以及植物对胁迫的基本的反应机制如胁迫蛋白含量的变化等.本文就植物耐重金属的分子生理机制进行综述.     

缓解植物重金属胁迫伤害的途径及其机理

就提高植物对重金属胁迫的耐受性作综述,归纳矿质元素、微生物、基因工程及其他增强植物抗重金属胁迫能力的方法,讨论提高植物耐受铜、铝、镉、铅等重金属胁迫能力的作用机理及研究方法,展望增强植物抗重金属胁迫能力的研究前景。     

重金属对植物的毒害及植物对其毒害的解毒机制

土壤重金属污染会引发一系列严峻的环境问题,不仅威胁生态系统健康,还限制人类发展。活性氧(ROS)过量积累引起的氧化胁迫是重金属毒害植物的主要原因之一。围绕ROS对质膜、蛋白质、DNA的氧化损伤机制阐述ROS对植物产生毒害的机制,总结分析植物重金属转运蛋白、抗氧化酶系统、细胞壁、液泡对重金属的解毒机制,以期为今后植物耐重金属胁迫生理生态机制研究提供一定的理论依据,为植物修复重金属污染研究提供参考和借鉴。     

植物耐受镉的细胞机制研究进展

综述植物细胞水平上对重金属镉耐性机制的研究进展。一方面胞外作用,主要包括根系分泌物的螯合、细胞壁吸附固定和菌根化作用,减少根系吸收Cd进入细胞质;另一方面胞内作用,主要包括细胞质内的金属硫蛋白、谷胱甘肽、植物络合素、有机酸、氨基酸、非蛋白巯基等物质与Cd结合,通过区室化作用将这些Cd-结合物隔离于液泡中,同时抗氧化系统的响应清除氧化伤害,减少或解除Cd毒性和提高植物耐性。     

植物响应环境胁迫过程中的蛋白质组变化规律研究进展

植物在生长过程中可能会受到来自环境的多种胁迫,包括以高温、低温、干旱、水涝、高盐、臭氧、光照、矿物质、酸雨、辐射、重金属和机械损伤为代表的非生物因素环境胁迫和以诱导子、细菌、真菌、病毒和植食性动物为代表的生物因素环境胁迫。植物通过改变自身的蛋白质表达水平来对各种环境胁迫作出响应,因此蛋白质组学技术方法能够更好地揭示植物耐受胁迫相关的重要蛋白质群组的动态变化规律,发现植物响应环境胁迫的重要标志物。对近年来植物应答环境胁迫的蛋白质组学研究进行综述,以期从组学角度拓展植物耐受胁迫机制的认识。     

植物响应非生物胁迫相关基因的研究进展

随着全球气候变化,非生物胁迫对植物生长的影响已经成为人类面临的重大挑战之一.对植物响应非生物胁迫的研究有助于了解植物对环境的耐受机制,以应对环境的变化.本文综述了植物响应非生物胁迫过程中相关基因的最新研究进展,这些基因包括:抗氧化基因、渗透压保护大分子、LEA蛋白、膜转运蛋白、转录因子、热激蛋白、蛋白激酶以及miRNA...     

植物ABC转运蛋白功能研究进展

植物ABC转运蛋白家族通过转运各种底物而参与植物一系列生命活动,其拥有众多家族成员,分类众多、结构复杂、功能多样。本文详细梳理了植物ABC转运蛋白的结构、分类及功能后发现,植物类转运蛋白共有8大亚族(ABCA～ABCG和ABCI),其中ABCG属于功能最多的一类亚族,主要参与代谢产物和激素转运、器官形成和物质合成,在重金属/逆境胁迫、以及次级代谢产物分泌等方面发挥着重要作用;ABCB主要参与生长素及重金属转运,刺激细胞生长,加强非生物胁迫的耐受能力;ABCC除参与次生代谢产物的转运外,还具有重金属解毒功能;ABCA类很可能与动植物的脂质代谢关系密切。对于目前功能未知的其他亚族建议开展蛋白互作研究,注重实践应用及多学科联合,更加准确具体解析其功能。全面深入研究植物ABC转运蛋白家族将为其他类转运蛋白的研究提供借鉴方法,同时为植物源/库的高效调控提供基础理论。     

植物耐镉胁迫的生理机制研究进展

植物可以通过一系列动态的分子生理机制来减少镉的胁迫。这些机制包括络合(PC、M T)、应激(应激乙烯、应激蛋白)、细胞壁固定化、原生质膜排除、区域化、过氧化物酶等。笔者就植物耐镉的分子生理机制进行综述。     

植物抗镉胁迫的研究综述

阐述了镉对植物的毒害作用及植物对镉的忍耐机制，并对植物适应镉胁迫的机理，包括植物体内保护性酶活性的改变，可溶性蛋白、脯氨酸含量的提高，镉在细胞中的区室化，形成镉结合复合物以及逆境蛋白和基因表达等几个方面进行了综述。     

丛枝菌根真菌修复重金属污染土壤及增强植物耐性研究进展

丛枝菌根真菌（AMF）作为一种能与大多数植物共生的土壤有益菌,其与植物共生形成的菌根体系在提高植物重金属耐性、强化植物修复重金属污染方面发挥着重要作用。为系统阐述AMF在重金属污染土壤中的作用及其增强植物耐性的机制,本文综述了AMF在植物生长及环境治理方面的应用,着重对其在重金属修复方面的效果进行讨论,并总结了其增强植物重金属耐性的机制（生长稀释及限制吸收作用、抗氧化机制、螯合重金属机制、吸附固持重金属机制）,以期为AMF在重金属污染环境中的应用提供科学和理论支撑。     

植物根系限制重(类)金属吸收/转运的因素及其机制

当前土壤重(类)金属污染导致的农作物重(类)金属超标已成为我国居民严重关切的问题之一。在重(类)金属胁迫下,植物自身具备了相应的机制来减少其对重(类)金属的吸收富集,这些机制主要与土壤-植物根系系统中发生的一些物理、化学和生物学过程有关。本综述阐述了与植物根系相关的限制重(类)金属吸收/转运因素及其机制,主要包括:1)根系的一些分泌物能通过与重金属螯合降低其有效性,从而达到固定重金属的目的;2)在重(类)金属胁迫下,植物根系增加粗根比例,降低细根数量并减少根比表面积,从而降低与重(类)金属接触的几率并影响重(类)金属的吸收;3)水生植物根系表面形成氧化铁/锰化合物胶体,这些胶体能吸附阴阳离子,从而束缚重(类)金属;4)植物根系表面具有相应的吸附位点,具有相似性质的离子会对这些位点产生竞争,从而降低重(类)金属进入根系细胞的几率;5)细胞壁组分含有的基团可与重金属结合,从而束缚大量的重金属;6)植物根系内皮层凯氏带能阻断重(类)金属在皮层与维管柱之间的质外体运输,从而阻止重(类)金属向地上部分转运;7)具有相似性质的金属离子可对根系细胞膜上的离子通道展开竞争,这一过程影响重(类)金属的吸收;8)在细胞中游离的重(类)金属可被区隔到根系液泡中,从而减少其毒性以及向地上部分的转运;9)根系细胞膜上的一些基因的表达限制了重金属由根系向地上部分的转运。综上所述,植物主要通过减少根系与重(类)金属接触几率、吸附机制、离子竞争性吸收、以及区隔化作用等机制来降低重(类)金属的吸收和转运。但关于细胞壁组分在束缚阴离子形态存在类金属的相关机制还不清楚,尚待进一步明晰和阐明。     

有机废弃物堆肥过程重金属钝化研究进展

随着规模化养殖业的迅速发展,由于各种含重金属元素的饲料添加剂的使用,导致大量的Cu、Zn、Pb、Cd等重金属随畜禽粪便排放到环境中。堆肥是畜禽粪便等废弃物资源化利用的主要方式之一,研究表明,随着堆肥腐殖化进程,畜禽粪便中重金属可被钝化,生物有效性降低。基于堆肥过程中重金属含量及其形态变化、重金属钝化机理以及添加不同种类钝化剂对重金属钝化效果影响等方面,深入分析了该领域的研究现状和存在问题,并提出了今后研究的重点。堆肥过程中重金属浓度普遍升高,而重金属经过物理吸附、络合钝化、微生物强化等钝化机制,逐步从不稳定态向稳定态转化,但堆肥过程中钝化机理尚不完全清楚,今后应进一步加强钝化材料对畜禽粪便堆肥过程中重金属的钝化机理研究,并开展复合型高效重金属钝化剂的研发。     

Cu、Pb、Zn及复合重金属对油菜种子萌发的抑制性研究

本文通过种子萌发试验,探讨了2种油菜种子对重金属耐性的大小.研究发现,2种油菜种子萌发率在不同重金属及其不同浓度下存在差异,重金属Zn和Pb低浓度时促进油菜种子的萌发,高浓度时抑制其种子的萌发.重金属Cu和复合重金属对2个不同油菜品种的萌发率都存在显著的抑制作用,其萌发率随浓度的增高而降低.来自矿区的油菜种子在低浓度时萌发率低于正常油菜种子,在较高的浓度中,其萌发率较高,表现较强的耐性.结果表明,油菜对Cu耐性较弱,而对Pb、Zn的耐性较强,污染地区铜尾矿的油菜种子对高浓度的重金属具有比正常油菜种子较好的耐性.     

东南景天Sedum alfredii修复重金属污染土壤的研究进展

植物修复是净化重金属污染土壤最有潜力的原位修复技术之一,因地制宜地选择植物修复材料是大田植物修复成功实施的关键。国内外已发现的众多重金属超积累植物具有不同的生理特性,其中东南景天Sedum alfredii可忍耐和富集镉(Cd)和锌(Zn)等多种重金属,并且具有生长迅速的特点,是研究植物修复技术的模式植物之一。综述了东南景天对重金属的耐性、吸收、转运及解毒机制,阐明东南景天研究过程中存在的问题,并对其研究前景和方向作了简要分析,为重金属污染土壤植物修复工作的深入开展提供参考。参56     

苎麻修复重金属污染土壤及强化措施研究进展

苎麻生物量大,一年播种多年收获,修复重金属同时具有一定的经济效益,被认为是一种重金属污染土壤的理想修复植物。综述了近年来学者们在苎麻修复重金属方面所取得的研究成果,指出苎麻对多种重金属具有一定的富集作用,对不同种类的重金属离子富集能力有差异,对单一和复合重金属污染土壤均具有一定的修复能力,能作为植物修复中可利用的植物资源。重点对进一步强化苎麻的修复能力的措施作了总结,阐述了影响苎麻富集和 分配重金属过程的5 个因素院品种、土壤改良剂、化学调控、农艺措施及土壤微生物,探讨了苎麻富集和耐受重金属的能力和机理,并就存在的问题提出建议和展望。     

苎麻修复重金属污染土壤及强化措施研究进展

苎麻生物量大,一年播种多年收获,修复重金属同时具有一定的经济效益,被认为是一种重金属污染土壤的理想修复植物.综述了近年来学者们在苎麻修复重金属方面所取得的研究成果,指出苎麻对多种重金属具有一定的富集作用,对不同种类的重金属离子富集能力有差异,对单一和复合重金属污染土壤均具有一定的修复能力,能作为植物修复中可利用的植物资源.重点对进一步强化苎麻的修复能力的措施作了总结,阐述了影响苎麻富集和分配重金属过程的5个因素:品种、土壤改良剂、化学调控、农艺措施及土壤微生物,探讨了苎麻富集和耐受重金属的能力和机理,并就存在的问题提出建议和展望.     

植物重金属耐受分子机理的研究进展

重金属污染对我国经济发展、人身健康造成重大负面影响,已经成为当今研究热点.综述了近年来植物对重金属耐受分子机理的研究进展,从植物对重金属的吸收、转运及隔离在液泡中等过程的发生的多种相关蛋白的应答.通过基因工程方法调控这些蛋白编码基因表达,来提高植物对重金属耐受性,降低重金属对植物的毒害.