植物重金屬/類金屬毒性和解毒的分子機制最新研究進展

土壤重金屬污染可導致植物生長受到抑制，有毒重金屬在作物可食部位過量積累還會影響農產品質量安全和人體健康。了解重金屬的植物毒性機制以及植物對重金屬脅迫的反應，對于改善重金屬污染土壤中植物的生長和農產品安全至關重要。2022年12月22日，《Journal of Integrative Plant Biology》在線發表了題為“Molecular mechanisms underlying the toxicity and detoxification of trace metals and metalloids in plants”的特邀綜述文章。該論文介紹了不同重金屬元素對植物產生毒性的濃度范圍與影響因素，以及植物根系吸收重金屬的分子機制，并從植物生理表型、氧化應激反應、基因毒性和細胞程序性死亡4個層面總結了重金屬的植物毒性機制；植物解毒重金屬的主要機制，包括細胞壁結合、胞內小分子配體絡合、液泡區隔、外排和轉移等幾種途徑及參與其中的關鍵基因；進一步從信號轉導、轉錄調控、翻譯后修飾和表觀遺傳調控的角度討論了植物響應重金屬脅迫的調控機制；最后，探討了通過遺傳改良手段提高植物對重金屬脅迫的抗性和降低作物可食部位有毒金屬積累的策略。