植物重金属/类金属毒性和解毒的分子机制最新研究进展

土壤重金属污染可导致植物生长受到抑制，有毒重金属在作物可食部位过量积累还会影响农产品质量安全和人体健康。了解重金属的植物毒性机制以及植物对重金属胁迫的反应，对于改善重金属污染土壤中植物的生长和农产品安全至关重要。2022年12月22日，《Journal of Integrative Plant Biology》在线发表了题为“Molecular mechanisms underlying the toxicity and detoxification of trace metals and metalloids in plants”的特邀综述文章。该论文介绍了不同重金属元素对植物产生毒性的浓度范围与影响因素，以及植物根系吸收重金属的分子机制，并从植物生理表型、氧化应激反应、基因毒性和细胞程序性死亡4个层面总结了重金属的植物毒性机制；植物解毒重金属的主要机制，包括细胞壁结合、胞内小分子配体络合、液泡区隔、外排和转移等几种途径及参与其中的关键基因；进一步从信号转导、转录调控、翻译后修饰和表观遗传调控的角度讨论了植物响应重金属胁迫的调控机制；最后，探讨了通过遗传改良手段提高植物对重金属胁迫的抗性和降低作物可食部位有毒金属积累的策略。