重金属铬对植物生长影响的研究进展-不知不识网

摘要：近年来，我国的重金属污染日趋严重，分布范围极其广泛，而铬是一种强毒性重金属。本文综述了近年来重金属铬胁迫对植物生长影响的研究成果。

关键词：重金属铬；植物；生长

目前重金属污染主要包括汞（Hg）、镉（Cd）、铅（Pb）、铬（Cr）和砷（As）。Cr6+盐具有比Cr3+盐更高的迁移率，因此它被认为是铬污染的主要成员。

六价铬运输机制非常活跃，涉及了许多重要离子的载体，如硫酸根[ 1 ]，进而与铁（Fe），硫（S）和磷（P）竞争与载体结合，减弱植物根茎对这些元素的吸收利用，影响植物的生长。

1 铬对植物幼苗生长的总体影响

铬胁迫对大部分植物幼苗的生长具有一个低浓度下刺激和高浓度下抑制的效应。

低浓度铬通过促进PSⅡ电子传递活性来增加了净光合速率促进植物的生长，表现在能够增加根中髓质和外皮组织层的比例，促进植物根、根毛的生长[ 2 ]。

高浓度铬通过阻碍了水分运输，降低蒸腾作用、影响根系对矿质元素的吸收和干扰植物体内的酶促反应，从而导致植物的植株矮小、叶片泛黄脱落、叶面积明显减少、生物量降低[ 3-5 ]。

Panda S[ 6 ]等报道高浓度的铬可引起永久性的质壁分离使植物组织失水，且高浓度的铬对线粒体的伤害是不可逆转的，导致呼吸作用降低甚至植物细胞死亡。

同时，Azmat R[ 7 ]等发现高浓度的铬造成了植物气孔导度异常、胞间空间降低和生长和产量减少。

2 铬对植物根部的毒害作用

同种植物不同部位对铬的敏感程度不一样，而根是植物最容易受铬毒害的部位，根长、根数的变化情况是衡量植物受铬影响的重要指标。

高浓度的铬会引起根细胞萎蔫和质壁分离，诱导根尖细胞产生较高频率的染色体畸变，导致根细胞分裂和分化受到抑制使根细胞体积变小、数量减少，表现为根长缩短，主根增粗，不形成侧根及根毛，甚至不形成根。

研究发现Cr6+对植物幼根生长的抑制作用大于对芽、茎生长的抑制作用，其主要原因有以下两点：

一是铬先和植物根部接触，植物根部通过物理吸附与化学吸附共同作用结合Cr6+，铬可诱导根系产生逆境乙烯并向地上部输导，逆境乙烯对细胞有很强的伤害，而这种伤害首先发生在根部使植物根系在受铬胁迫的时间上早于茎和芽。

二是受铬影响，植物根细胞壁的结构改变，纤维素含量、多糖组分中的-0H和自由羧基COO-等基团变多，能与更多的Cr6+结合将其固定在位点上从而导致向形态学上端的转移量减少，这使植物根系在铬的积累量上大于茎和芽。

参考文献：

[1] Cervantes C， Campos‐García J， Devars S， et al. Interactions of chromium with microorganisms and plants[J].FEMS Microbiology Reviews，2001，25（3）：335-47.

[2] Suseela M，Sinha S，Singh S，et al. Accumulation of chromium and scanning electron microscopic studies in Scirpus lacustris L. treated with metal and tannery effluent[J].Bulletin of environmental contamination and toxicology，2002，68（4）：540-8.

[3] Dixit V， Pandey V， Shyam R. Chromium ions inactivate electron transport and enhance superoxide generation in vivo in pea （Pisum sativum L. cv. Azad） root mitochondria[J].Plant，Cell & Environment， 2002， 25（5）： 687-93.

[4] Shanker AK， Djanaguiraman M， Sudhagar R， et al. Differential antioxidative response of ascorbate glutathione pathway enzymes and metabolites to chromium speciation stress in green gram （Vigna radiata（L.）R. Wilczek. cv CO 4） roots[J].Plant Science，2004， 166（4）：1035-43.

[5] Choudhury S， Panda SK. Toxic effects， oxidative stress and ultrastructural changes in moss Taxithelium nepalense （Schwaegr.） Broth. under chromium and lead phytotoxicity[J]. Water， air， and soil pollution， 2005，167（1-4）：73-90.

[6] Panda S，Choudhury S.Chromium stress in plants[J].Brazilian Journal of Plant Physiology， 2005， 17（1）： 95-102.

[7] Azmat R，Khanum R.Effect of chromium metal on the uptakes of mineral atoms in seedlings of bean plant Vigna radiata （L.） wilckzek[J].Pak J Biol Sci， 2005， 8： 281-3.

作者简介：张宇虹（1996-），女，河南三门峡人，在读本科生，研究方向：植物学。