根际微生物增强宿主植物耐铬能力生理机制研究进展

邢淑萍，陈保冬，郝志鹏，张莘,*

1. 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室，北京 100085

2. 中国科学院大学，北京 100049

近年来，重金属铬(chromium , Cr)在地下水、土壤和沉积物中均有广泛分布，其污染问题倍受关注[1]。环境中的Cr除了来自地壳岩石风化，主要来源于冶金、电镀、制染、制革、使用杀虫剂和化肥等人为化工活动[2-3]。Cr有很丰富的价态(-2～+6)，但其中最稳定和常见的形式是三价铬Cr(Ⅲ)和六价铬Cr(Ⅵ)[4-5]。Cr(Ⅲ)的移动性低，相较于Cr(Ⅵ)，其生物可利用性和毒性也更低[6]，在低浓度时，还可以作为葡萄糖耐量因子(glucose tolerance factor, GTF)的重要成分有益于动物和人体健康[7]；而Cr(Ⅵ)无论是在土壤还是细胞膜表面都更易渗透，具有致突变性和致癌性，被美国环境保护局(US EPA)划为A级人类致癌物[8]。

除此之外，Cr还会对多种陆地植物产生危害[9]，比如，随其浓度升高，会抑制植物体内光合色素[10]、1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid, ACC)[11]和吲哚乙酸(indole acetic acid, IAA)[12]等物质的合成；引发氧化胁迫[13]，增强依赖烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamide adenine dinucleotide phosohate, NADPH)的超氧化物合成[14]；还会降低碳同化的速率[15-16]；影响营养元素如氮(N)、磷(P)、钾(K)、镁(Mg)、锌(Zn)、铁(Fe)、铝(Al)和锰(Mn)以及硫酸盐转运蛋白[17]及水分的平衡[18]等，最终抑制种子发芽和根的生长，诱发植株的叶黄病等，甚至导致死亡[10,19-20]。Cr对水生植物也会产生相似的危害，比如抑制根、茎和叶等组织的生长，降低植物体内的叶绿素和蛋白质水平，最终导致萎黄和根部脱落等；还会抑制浮游植物的细胞生长，引发细胞质液泡化[20-25]。

不同植物对Cr的响应有所不同，一些植物如白睡莲(NymphaeaalbaL.)[19]、水……