镉对植物生长的影响
摘要：镉会影响植物的生长发育，严重威胁到了人类的健康。综述了镉在植物体内的吸收、转运及分布等相关方面的研究，并对镉影响植物生长、细胞分裂、光合作用、呼吸作用以及体内酶活性等方面进行了探讨。
关键词：镉；植物；毒害
引言
镉(Cd)是生物毒性最强的重金属之一。虽然Cd不是植物生长发育的必需元素，但Cd在含量较低时就能对植物产生较大的危害。由于工业的迅速发展以及农用化学品的排放，使Cd污染广泛分布在土壤和水中。由于Cd易溶于水，Cd可以很容易地被植物吸收并且进入人类的食物链，这严重威胁到了人类健康。因此，研究Cd对植物的毒害作用及其耐性机理，减少在受到Cd污染的土壤里面农作物中Cd的累积量，对生态保护和环境治理以及确保人类的饮食安全都具有重要的意义。
1 镉在植物中的吸收、转运及分布
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- 植物对镉的吸收
通常情况下，植物根部是吸收Cd的主要器官。因此，土壤条件如土壤的pH值、离子浓度、有机质的含量、氧化还原电位以及Cd含量等会对Cd的吸收产生影响，其中Cd含量是影响植物Cd吸收的主要因子，一般来说植物体内的Cd浓度与土壤中Cd浓度呈显著正相关[1]。
Cd要进入植物体的主要方式与其他矿物质元素相似，包括被动吸收和主动吸收两种方式。Cd浓度较高时，以被动吸收为主，包含扩散和阳离子交换两种类型。首先要在根细胞壁的表面聚集，然后与细胞壁上的阳离子发生交换到达细胞壁[2]，这是一个可逆的交换过程，这部分Cd2 可以被溶液从根细胞壁上解析下来，另一部分Cd2 则结合成固定不可逆的大分子物质[3]。扩散过程是利用利用植物体内外浓度差进入细胞的过程，整个过程不消耗能量。Cd浓度较低时则倾向于被动吸收。但是，无论通过哪种方式，转运蛋白和通道蛋白的参与是Cd2 的跨膜运输中必不可少的。有研究表明，Cd是通过ZIP（Zinc-regulated transporters, Iron-regulated transporter-like protein）蛋白家族中的非特异性转运蛋白，占用Fe2 ，Zn2 和Ca2 的离子通道被根部吸收[4]。还有一类完全没有特异性的离子通道蛋白[5]，如去极化钙离子通道 DACC （Depolarization-activated calcium channels）也会把Cd运到细胞质中。Cd还能形成络合物或螯合物利用 YSL （Yellow-stripe 1-like transporter）转运蛋白进入细胞质。有研究表明，植物除了可以通过根从土壤中吸收 Cd外，也可以通过茎叶直接吸收Cd。
1.2 镉在植物中的转运
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