植物修复的生物学机制

随着现代化工业的发展,全球向土壤和环境中排放的重金属逐年增加。重金属污染已日益成为威胁人类健康和影响人类生活质量的严重环境问题和社会问题。这一问题可部分通过植物修复技术得以解决。植物修复技术是依据植物从环境中积累重金属元素和化合物的能力及其将这些有毒物质在植物体内代谢成无毒生物小分子的能力而建立的新的生物技术。本篇综述主要论及利用植物修复技术解决重金属污染的生物学机制。     

环境重金属污染的植物修复及基因工程在其中的应用

随着工业技术的发展,重金属在土壤和水体中的含量越来越高,重金属污染已日益成为威胁人类健康和人类生活质量的严重的社会问题和环境问题。植物修复可部分解决这一问题且正引起人们的普遍关注。但现在发现许多用于修复的超量积累植物生长缓慢、植株矮小、地上部生物量小,成了实际应用中的最大限制。利用基因工程手段改变植物对重金属吸收、转运、积累和忍耐的机制,从而提高植物对重金属的富集能力,将成为今后植物修复领域研究的一个重要方向。     

内生菌协同宿主植物修复土壤复合污染的研究进展

土壤复合污染日益严重,危及植物生长及人类发展,寻找修复土壤复合污染的有效方法已经成为环境领域的优先事项。复合污染指同一环境中存在两种或两种以上的污染物,分为复合重金属污染、复合有机污染物污染及重金属-有机污染物复合污染。近些年发现内生菌能定殖在植物中,并且被感染的植物不会引起任何外在病症,其主要通过促进宿主植物生长,改变植物摄取污染物能力和酶促降解污染物等方法增强植物修复能力。本文综述了具有复合重金属和复合有机污染抗性的内生菌种类及其作用机制,并展望了内生菌协同宿主植物修复环境中复合污染物的研究方向。     

植物修复重金属污染及内生细菌效应

土壤和水体的重金属污染已严重危害人类生存环境与健康。由于受重金属污染的环境分布广泛,迫切需要开发经济的清除环境重金属的技术。植物修复是通过绿色植物降解或移除环境污染物,有望成为重金属污染环境的原位修复技术。植物内生菌是指定殖于健康植物的各种组织和器官内部的细菌,被感染的宿主植物不表现出外在病症,耐重金属的内生菌在多种超富集植物中存在。在植物修复过程中,野生型内生菌或基因工程内生菌的抗性系统能降低重金属植物毒性,促进其迁移金属。耐重金属内生菌还可以通过固氮、溶解矿物元素及产生类植物激素、铁载体和ACC脱氨酶等产物促进植物的生长。主要综述目前植物-内生菌相互作用及其潜在的促进植物修复重金属污染的研究进展。     

植物种植修复土壤重金属污染的模式、技术与效果综述

重金属污染是当今土壤污染中污染面积最广、危害最大的环境问题之一,其中植物修复技术以其经济有效、不易产生二次污染且适于大面积土壤修复等优点越来越受到重视。因此,以植物修复技术对重金属污染修复的影响为研究内容,侧重研究桉树、白花泡桐、向日葵、毛白杨以及节节草等植物对土壤重金属污染修复的研究进展,以期为重金属污染修复技术的发展提供一定的理论基础和实践意义。     

功能内生菌强化超积累植物修复重金属污染土壤的研究进展

土壤重金属污染已成为威胁人类健康和经济可持续发展的重大环境问题。内生菌-超积累植物联合修复是近年来发展起来的一种重金属污染土壤的生物修复技术,不仅能促进植物生长、提高其重金属抗性,同时,还可以改变重金属的形态和迁移率,提高植物修复的效率,具有广阔的应用前景。现概述植物内生菌(plant growth promoting endophyte, PGPE)的特征、种类以及促进超积累植物生长的作用机理,综述近年来国内外有关功能内生菌协同超积累植物修复重金属污染土壤的应用现状和研究进展,同时展望内生菌协同超积累植物修复土壤重金属的研究思路,旨在为今后土壤重金属污染治理提供新的思路和理论依据。     

铜污染土壤的生物修复研究进展

随着工业化与农业化进程的加快,土壤重金属污染问题日益突出。铜(Cu)既是生命体生长发育的必需微量元素,也是重金属污染物之一。土壤中过量的Cu不仅会对植物产生毒害,而且能够通过食物链的富集作用,对人类健康造成严重威胁。生物修复技术作为治理重金属污染土壤的一种新型技术受到广泛关注。文中对生物修复的主要技术如植物修复、微生物修复、植物-微生物联合修复、动物修复等在治理Cu污染土壤方面的研究进展进行综述,以期为重金属污染土壤有效治理和可持续农业的发展提供理论依据。     

牧草对重金属污染土壤的植物修复综述

综述了土壤重金属污染的危害,牧草作为修复植物的优势,以及主要牧草对重金属污染土壤的修复效果。提出了进一步筛选重金属富集能力强的牧草品种,寻找各种改良措施提高牧草的修复能力将是今后的研究热点。同时,人们应该更加关注植物修复的后期处理,尤其是解决从植物体内回收重金属的生产工艺问题。     

强化植物修复重金属污染土壤的策略及其机制

重金属对生态环境、农业生产、人类健康等诸多方面造成重要危害。植物修复因其具有经济有效、绿色生态等优点,已经成为土壤重金属污染修复研究领域的热点。由于植物重金属毒害、修复耗时过长等因素致使植物修复技术受限于研究阶段而不能广泛应用于实践。采用科学合理的强化措施提高植物修复的效率可能是解决该矛盾的关键之一。讨论了根瘤菌、丛枝菌根真菌、溶磷微生物和内生真菌构建的微生物-植物共生系统在强化植物修复过程中的具体应用;概述了EDTA、EDDS等螯合剂在改变土壤中重金属可溶态,促进重金属从土壤向植株转运的重要作用;介绍了植物中编码金属转运蛋白、金属硫蛋白、植物螯合肽等与重金属转运和代谢相关的基因在植物修复领域的实际应用;归纳了上述强化策略主要机制为微生物促进植物生长、缓解重金属植物毒性以及提高了土壤中重金属生物利用度,从而促进重金属在富集植物中积累和植物生物量的增加;最后总结并展望了植物修复强化技术在今后研究的重点及存在的问题。综述植物修复技术采用的主要强化策略及其机制,旨在为利用植物修复技术治理土壤重金属污染提供重要参考。     

重金属污染环境的植物修复及其分子机制

重金属污染物的排放和扩散造成了日益严重的环境污染。如何消除环境中的重金属污染物已成为国际性难题。近年来,植物修复技术的出现和快速发展为我们展示了一条新的有效途径：即利用植物对重金属化合物的吸收、富集和转化能力去除土壤和水体中残存的重金属污染物。文章简要介绍了重金属污染物与植物修复的关系和植物修复的生理机制,重点总结了重金属污染环境的植物修复在分子生物学方面所取得的研究进展,包括有机汞裂解酶基因merB、汞离子还原酶基因merA和金属硫蛋白基因MT等的生物学功能及其在植物修复上的应用,展望了植物修复研究工作的发展方向,并针对汞污染提出了一套修复方案。