玉米对镉转运、积累机制和其生理响应.doc

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1、玉米对镉的转运、积累机制及其生理响应沈天尔施洁胡盈盈顾家家郭燕萍廖芳蕾陈文荣基金项目：国家重点研发计划（2017YFD0801303）、国家级大学生创新创业训练计划（201810345044）收稿日期：2018-11-12作者简介：沈天尔，男，1998年出生，学士，植物学通信作者：陈文荣，男，1976年出生，教授，植物营养学（浙江师范大学化学与生命科学学院，金华321001）摘要土壤镉（Cd）污染是我国乃至全球性的环境问题，玉米（ZeamaysL.）对Cd具有较强的吸收及积累能力。探明玉米吸收累积Cd的生理分子机制是阻控土壤中镉进入玉米可食部进而威胁人体健康的关键

2、所在。在根部Cd的短距离运输过程中，植物鳌合素分泌、各类离子通道和转运蛋白参与的液泡区隔化是Cd吸收、运输与积累的关键因素；而在长距离运输中，韧皮部的装载和卸载在Cd向玉米籽粒的转运积累中发挥主要作用。其次，Cd在玉米植株体内的转运积累过程也诱发了其对镉胁迫的生理响应，主要表现在激素水平、光合作用、水分吸收和矿质元素吸收等方面的变化上。本文主要概括了上述生理机制的研究进展，并提出了降低玉米Cd积累的农艺防控措施，以期为后续的研究提供新的思路与方向。关键词玉米镉生理响应镉积累转运中图分类号：S513文献标识码：A文章编号：Mechanismofcadmiumtran

3、sportandaccumulationinmaizeanditsphysiologicalresponseagainstCdtoxicityShenTianerShiJieHuYingyingGuJiajiaGuoYanPingLiaoFangleiChenWenrong(CollegeofChemistryandLifeScience,ZhejiangNormalUniversity,Jinhua321001)AbstractCadmium(Cd)pollutioninsoilshasbecomeaworldwideproblem.Asamainfoodcro

4、p,maize(ZeamaysL.)caneasilyabsorbandaccumulateCdfromcontaminatedsoils.AbetterunderstandingofCdtransportandaccumulationbymaizeplantshelpstodevelopstrategiestopreventexcessaccumulationofCdinediblepartsofmaizegrownincontaminatedsoils.Thebiosynthesisofphytochelatins,andvacuolarcompartment

5、alizationmediatedbyionchannels/transportersareofvitalsignificanceintheshort-distancetransportofCdinroots.AndthephloemloadingandunloadingplayacriticalroleinCdtransportandaccumulationfromrootstograins.Meanwhile,Cdaccumulationinmaizecouldinducesomenegativephysiologicalresponses,including

6、alteredhormonelevels,inhibitionofphotosynthesis,aswellasreducedwaterandnutrientsuptake.Inthisstudy,wereviewedthemechanismsofCdtransportandaccumulationinmaize,anditsphysiologicalresponsesunder Cd stress,andalsoproposedtheagronomicstrategiestoreduceCdaccumulationinmaize,thustoprovidenew

7、ideasanddirectionsforfurtherresearch.Keywordsmaize,cadmium,physiologicalresponse,accumulation,translocation重金属元素镉（Cd）并非植物必需微量元素，但其能在植物体内积累，并对植物生长发育造成负面影响。如外源Cd胁迫将导致玉米生物量减少、产量降低、形态结构和生理生化属性的改变等[1]，玉米可启动相关响应机制以阻滞重金属元素Cd的运输。关于Cd在植物中的转运、积累和调控机制已经成为植物生理学领域的研究热点[2]。本文重点从共质体和质外体途径、长距离与短距离运输的

8、空间角度，