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1、植物修复技术是利用重金属累积植物吸收和累积重金属的特性清除土壤重金属，与传统的整 治技术相比具有廉价(清洁(生态友好和潜在或显在经济效益等巨大优势，因而成为当前国际 上的一个重要研究热点和重大科技发展方向。然而，多数自然界的重金属超累积植物(如遏 蓝菜)生长缓慢，生物量低，限制了植物修复技术的产业化进程。所以，研究重金属累积植 物的耐性机制，对于利用基因工程技术培育具有速生生物量高的重金属累积植物)、(绿化 矸石山以及增进人类健康具有重要的现实意义。Cd的耐性机制报道甚少，抗氧化酶活性在Cd耐性中的作用至今还不清楚。所以，研究荠 菜在Cd胁迫下的抗氧化酶响应，对于揭示植物的耐重金属机制和植物修
2、复技术具有重要意 义。4Guan Z ,Chai T ,Zhang Y ,et al . Enhancement of Cd tolerance in transgenic tobacco plants overexpressing a Cd-induced catalase cDNAJ . Chemosphere ,2009 ,76 (5) :623-630.期长、移动性大、毒性高、难降解等备受关注。自20世纪20年代起，随着电解工业的发展， Cd产量明显增加，由Cd产生的环境污染问题也随之出现。但由于其具有隐蔽性的特点， 直到二战时期日本发生的“镉米事件”后，镉污染才逐渐被人们认识和重视，
3、有关镉污染的 研究也从此深入开展。环境中镉主要来自自然形成和人为因素引入。前者主要来自大自然中的岩石和矿物，后者 主要指通过工农业生产活动直接或间接地将镉排放到环境中。镉常被用于电镀、油漆着色剂、 合金抗腐蚀和抗磨擦剂、塑料稳定剂、光敏元件的制备以及电池生产等行业17。这些行业 的发展必然导致大量的镉进入土壤、水体和大气环境18-19。此外，在镀锌的 金属、硫化的轮胎、磷肥和污泥中也夹杂着一定数量的镉20 。采矿业、冶金等工业废水的 不合理排放、工业污泥的农田施用、污水灌溉及磷肥施用等都会造成土壤镉累积。随着我国 工业的发展，由于化肥、农药和污泥的大量施用，工业废水的排放和重金属的大气沉降的日
4、 益增加，农田重金属的含量明显增加，土壤镉污染状况越来越严重。我国镉污染的土壤面积 已达20万km2，占总耕地面积的1/60。在大田作物中，农产品的主要污染物为重金属 类，其中以镉最为突出。土壤镉污染造成我国水稻、蔬菜等农产品的质量下降，严重威胁人 体健康，影响农业可持续发展。2000年农业部环境监测系统对14个省会城市2 110个样 品的检测表明，蔬菜中重金属镉等污染超标率高达23. 5%;南京郊区18个检测点青菜叶 样分析表明，镉含量全部超过食品卫生标准，最多超过17倍。国内外对龙葵(Solanum nigrum)和印度芥菜(Brassica juncea)超富集土壤中的Pb、Cd重金属陆
5、续作了一些相关报道13 14。而大量超富集植物的发现为治理土壤重金属污染提供了更多的研究基础15 16。但是仍未能完全了解超富集植物生理生化以及分子生物学机制，这将严重阻碍污染土壤植物修复技术的发展及其运用推广。鉴于目前国内对超富集植物龙葵和印度芥菜在重金属复合污染下生理生化反应的相关报道较少，本文对超富集植物和非超富集植物在Cd和Pb复合污染下抗氧化系统的响应进行对比研究，以期找出抗重金属复合胁迫的特异酶，为研究相关的酶基因调控以及超积累基因表达的分子生物学研究提供科学依据研究了重金属超富集植物龙葵、印度芥菜和非重金属超富集植物玉米和萝卜在Pb、Cd复 合胁迫下抗氧化系统的变化。研究结果显示
6、：Pb、Cd复合胁迫下超富集植物印度芥菜和龙 葵的叶生物量显著减少，根和茎生物量在低浓度处理下减少不明显；非超富集植物萝卜和玉 米的生物量随重金属浓度升高显著降低。超富集植物的SOD活性随重金属浓度升高逐渐升 高；4种植物POD活性随重金属浓度变化规律各不相同，非超富集植物玉米和萝卜POD 活性总体上随重金属浓度增加而提高；超富集植物叶片MDA含量随重金属浓度升高逐渐 升高；印度芥菜和萝卜的总GSH含量显著高于其他两种植物。超富集植物的SOD、MDA、 TAST、总GSH和PC与土壤重金属毒性系数呈显著相关；非超富集植物玉米的POD和 总GSH与重金属毒性系数呈显著相关，而萝卜的TAST和PC与重金属毒性系数呈显著 相关性。不同植物的解毒机制并不相同，因而进一步了解超富集植物的相关酶基因调控对阐 明解毒机制尤为重要。咼扬，毛 亮，周 培，张春华，施婉，曹杰君，靳治国，时唯伟.Pb、Cd复合胁迫下4 种植物抗氧化防御差异性研究J.中国生态农业学报Chinese Journal of Eco-Agriculture，July 2010, 18(4): 836 842
