重金屬鉻對植物生長影響的研究進展

摘 要：近年來，我國的重金屬污染日趨嚴重，分布范圍極其廣泛，而鉻是一種強毒性重金屬。本文綜述了近年來重金屬鉻脅迫對植物生長影響的研究成果。

關鍵詞：重金屬鉻；植物；生長

目前重金屬污染主要包括汞（Hg）、鎘（Cd）、鉛（Pb）、鉻（Cr）和砷（As）。Cr6+鹽具有比Cr3+鹽更高的遷移率，因此它被認為是鉻污染的主要成員。

六價鉻運輸機制非常活躍，涉及了許多重要離子的載體，如硫酸根[ 1 ]，進而與鐵（Fe），硫（S）和磷（P）競爭與載體結合，減弱植物根莖對這些元素的吸收利用，影響植物的生長。

1 鉻對植物幼苗生長的總體影響

鉻脅迫對大部分植物幼苗的生長具有一個低濃度下刺激和高濃度下抑制的效應。

低濃度鉻通過促進PSⅡ電子傳遞活性來增加了凈光合速率促進植物的生長，表現在能夠增加根中髓質和外皮組織層的比例，促進植物根、根毛的生長[ 2 ]。

高濃度鉻通過阻礙了水分運輸，降低蒸騰作用、影響根系對礦質元素的吸收和干擾植物體內的酶促反應，從而導致植物的植株矮小、葉片泛黃脫落、葉面積明顯減少、生物量降低[ 3-5 ]。

Panda S[ 6 ]等報道高濃度的鉻可引起永久性的質壁分離使植物組織失水，且高濃度的鉻對線粒體的傷害是不可逆轉的，導致呼吸作用降低甚至植物細胞死亡。

同時，Azmat R[ 7 ]等發現高濃度的鉻造成了植物氣孔導度異常、胞間空間降低和生長和產量減少。

2 鉻對植物根部的毒害作用

同種植物不同部位對鉻的敏感程度不一樣，而根是植物最容易受鉻毒害的部位，根長、根數的變化情況是衡量植物受鉻影響的重要指標。

高濃度的鉻會引起根細胞萎蔫和質壁分離，誘導根尖細胞產生較高頻率的染色體畸變，導致根細胞分裂和分化受到抑制使根細胞體積變小、數量減少，表現為根長縮短，主根增粗，不形成側根及根毛，甚至不形成根。

研究發現Cr6+對植物幼根生長的抑制作用大于對芽、莖生長的抑制作用，其主要原因有以下兩點：

一是鉻先和植物根部接觸， 植物根部通過物理吸附與化學吸附共同作用結合Cr6+，鉻可誘導根系產生逆境乙烯并向地上部輸導， 逆境乙烯對細胞有很強的傷害，而這種傷害首先發生在根部使植物根系在受鉻脅迫的時間上早于莖和芽。

二是受鉻影響，植物根細胞壁的結構改變，纖維素含量、多糖組分中的-0H和自由羧基COO-等基團變多，能與更多的Cr6+結合將其固定在位點上從而導致向形態學上端的轉移量減少，這使植物根系在鉻的積累量上大于莖和芽。

參考文獻：

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作者簡介：張宇虹（1996-），女，河南三門峽人，在讀本科生，研究方向：植物學。