超富集植物指对重金属的吸收量超过一般植物100倍以上的植物,积累Cr,Co,Pb含量一般在110mg/L,积累Mn,Zn含量一般在10mg/L(干重)以上。
是指对重金属的吸收量超过一般植物100倍以上的植物,积累Cr,Co,Ni,Cu,Pb含量一般在110mg/L,积累Mn,Zn含量一般在10mg/L(干重)以上。
香根草,蜈蚣草,鳞苔草,还有印度芥菜(Brassica juncea)是一种土壤重金属的超富集型植物,在植物修复中具有较大的应用潜力。
超富集植物应同时具备以下3个基本特征:植物吸收的重金属大部分分布在地上部,即具有较高的地上部/根浓度比率;体内某一元素浓度大于一定的临界值(是普通植物在同一生长条件下的100倍);在重金属污染土壤上能正常生长,不会出现重金属毒害现象。
基本特征
其临界含量分别为锌和锰10000 mg/kg、镉100 mg/kg、金1 mg/kg,铜、铅、
镍、钴均为1000 mg/kg。
植物地上部的重金属含量高于根部该种重金属含量;植物的生长没有出现明显的毒害症状。
种类编辑
例如羊齿类铁角蕨、野生苋和十字花科植物天蓝褐蓝菜对镉的富集能力强;
超富集植物
超富集植物
紫叶花苕能富集铅和锌;蒿属和芥菜对铅的富集作用明显;在镍污染的土壤中可种植十字花科和庭芥属植物;在铜污染土壤中可种植酸模草,其植株含铜可达1.850mg/g。
一般来说还要查阅相关文献记载,才能准备的把握超富集植物的种类。
超富集植物 - 富集重金属机理
植物重金属超富集可能是由多基因控制的复杂过程,涉及重金属离子在根部区域的活化、吸收,地上部运输、贮存以及忍耐等方面。
络合作用
通过与植物中对重金属具有高亲和力的大分子(如苹果酸、柠檬酸等)结合形成络合物,可使土壤中自由重金属的浓度降低,从而降低重金属的毒性。研究比较多的是植物螯合素(PCs)和金属硫蛋白(MT)。植物螯合素(PCs)由植物体内一系列低分子质量、能够结合金属离子的多肽组成。PCs不能由基因直接编码,必须在PCs合成酶的催化下完成。通过螯合作用固定金属离子,可以降低其生物毒性或改变其移动性,减少细胞内自由金属离子,避免新陈代谢产生紊乱。
金属硫蛋白(MT)是自然界中普遍存在的一种低分子量、富含半胱氨酸的蛋白质。它与PCs的本质区别在于MT由基因直接编码,而PCs在PCs合成酶的催化下完成。与PCs一样,金属硫蛋白能够通过巯基与金属离子结合,从而降低重金属离子的毒性,对于Zn2+ 和Cu2+ 的解毒效果尤为明显。
区域化作用
超富集植物将吸收的重金属离子富集在液泡、细胞壁及叶片表皮细胞的表皮毛等部位。一般认为超富集植物的超富集能力和耐性属于不同的生理机制,超富集能力与其根部细胞具有与重金属较多的结合位点有关,而其耐性则与植物细胞中的区域化有关。
生化响应
植物生长在含高浓度重金属的土壤上会出现一些生化响应,如产生一些抗氧化酶和含巯基物质。植物可以通过抗氧化系统以消除自由基。抗氧化系统主要分成两种:①低分子量的抗氧化剂,包括膜上的脂溶性抗氧化剂(α2维生素E、β2胡萝卜素)和水溶性的还原剂(GSH和抗坏血酸盐);②抗氧化物酶,包括超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、GPX、APX。