植物对重金属耐性机理的研究进展.docx

植物对重金属耐性机理的研究进展
随着重金属污染的加剧，植物对重金属污染的耐受力机理越来越受到人们的关注。植物对重金属元素的耐性主要包括五个方面的机理，分别是锁定、分泌、还原、吸附、代谢，本文将就这五个方面进行探讨。
一、锁定
植物中对重金属锁定的作用主要是通过物理和生化两种方式进行的。植物细胞壁在保护细胞的形态和结构方面发挥了重要作用。植物细胞壁中由单糖、质酸、蛋白质等复杂多样的高分子物质组成，其中从外向内排列的纤维素和半纤维素为最外层的完整保护层。这层保护层具有很强的正电位，在摄取离子时可以通过负电位与离子形成结合。费曼在1984年的实验中，发现铜的结合能力和植物的纤维素含量有关，也就是说，纤维素越多，植物对重金属的吸附量就越高。
二、分泌
植物对比较高的金属元素，如镉、汞、铜等是具有排出机制的。分泌过程一般是通过液体分泌和离子渗透的导管来实现的。液体分泌是指将离子排出到植物的根周土层中，离子渗透是指离子渗透进入根部，并经过导管直接排出。
三、还原
植物对某些金属（如铬、锰、铁等）的耐性是通过还原机制来实现的。这种机制主要是植物根部的还原酶系统和还原蛋白质所控制的。还原酶系统的作用是通过将金属从离子态还原成金属离子来减轻金属的毒性，从而改善植物的生长环境。还原蛋白质可以协同作用还原酶来完成小分子电子捐赠的过程，从而不断加速还原酶系统。
四、吸附
植物根部可以直接吸附金属离子，但是这种吸附并不是作为树根的主要作用，而是通过根毛细胞位于根尖处进行的。根毛细胞含有大量的阴离子和阳离子贡献的吸附位点，基本上每个根毛细胞都具有良好的吸附能力。
五、代谢
植物耐受重金属的机制还包括代谢机制，即将毒性重金属离子转化成不毒性的物质。代谢机制是通过金属络合和重金属的代谢过程实现的。金属络合是指植物将重金属元素与抗氧化物如卡鲁葡萄糖酸、谷胱甘肽和游离氨基酸等进行结合，这样，金属离子就会失去其毒性。重金属的代谢过程是将重金属离子转化成无害的物质，如植物中的甜菜红素、胡萝卜素等类胡萝卜素就可以有效地将金属降解。
综上所述，植物的耐性机制是多种多样的，不同的耐性机制往往同时存在于植物中。科学家们可以通过开展基因工程，筛选强性状的耐重金属基因，或进行构建超臭氧化增强金属离子的解毒酶等工作，以应对当前的暴露在重金属之下的植物。