鄭重祿
(福建省泉州市洛江區(qū)農(nóng)業(yè)水務(wù)局 泉州 362011)
編者按:隨著含銅化肥和農(nóng)藥,污水灌溉、污泥和畜禽糞便的長(zhǎng)期大量使用及工業(yè)“三廢”排放量的增多,增加了土壤中的銅(Cu)含量,植物銅中毒的現(xiàn)象越來越普遍。本文主要綜述了柑橘對(duì)銅毒害的反應(yīng)、過量銅對(duì)柑橘細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)、酶活性、光合作用和銅過量與其他元素的吸收影響等,從而為更深入的研究柑橘銅中毒的機(jī)理,合理調(diào)控果園土壤銅的生物效應(yīng),防止銅的污染,指導(dǎo)平衡施肥提供一定的參考。由于文字較多,分期連載。
過量銅的攝入會(huì)導(dǎo)致活性氧(ROS)及其他過氧化物自由基增加,影響植物體內(nèi)保護(hù)酶類、氮代謝酶類、光合酶類等酶的活性,尤其是碳水化合物代謝和氮代謝酶類的活性。高銅脅迫抑制超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、脫氫酶、蔗糖酶、NADHCytC 還原酶等酶的活性,致使酶系統(tǒng)的平衡打破,植物體內(nèi)的自由基含量上升[68]。高銅脅迫下,超氧陰離子(O-2)含量表現(xiàn)出先降低后增加的趨勢(shì),隨著處理時(shí)間的增加其含量有所增加;過氧化氫(H2O2)的含量則隨著銅處理濃度的增加而增加。
高銅脅迫常引起ROS 平衡系統(tǒng)失調(diào),這與植物螯合肽的產(chǎn)生和谷胱甘肽(GSH)減少有一定關(guān)系。GSH 的降低使植物細(xì)胞自由基產(chǎn)生和清除的平衡遭到破壞,細(xì)胞膜質(zhì)過氧化加劇。過量銅影響酶活性的機(jī)理,一種可能是由于銅的作用使作為酶的輔助因子的銅離子(Cu2+)的吸收和利用受阻;另一種可能是銅與酶蛋白的某些結(jié)合形成螯合物,使酶的結(jié)構(gòu)與構(gòu)型發(fā)生變化而影響酶的活性。輕微銅毒害使植物體內(nèi)的酶類活動(dòng)不正常加強(qiáng),這也是植株對(duì)銅毒害的一種適應(yīng)發(fā)應(yīng);而高濃度的銅施加于土壤中時(shí),使植株的呼吸、代謝等一系列活動(dòng)均受到破壞,從而影響整體植株的生長(zhǎng)。HipplerFR等[67]研究表明,24μmol·L-1CuSO4·5HO2對(duì)柑橘嫁接小苗脅迫處理90d后,H2O2含量、Cu/Zn-SODⅢ活性顯著升高,抗壞血酸過氧化物酶(APX)、過氧化物酶(POD)活性升高,SOD酶活性在脅迫過程中呈先上升后下降的趨勢(shì)。
邱棟梁等[69]研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)?shù)蜐舛菴u2+處理時(shí)(<1mg·L-1),柑橘葉片SOD、POD、谷胱甘肽還原酶(GR)和APX 等抗氧化酶活性增加從而提高自由基清除能力,使ROS維持在一個(gè)較低的水平,可有效避免銅的毒害作用。但是,當(dāng)Cu2+濃度>5μmol·L-1時(shí)則抑制其活性,導(dǎo)致ROS 的大量積累,超出細(xì)胞自身的抵御能力,氧化脅迫和脂質(zhì)過氧化程度加劇,最終導(dǎo)致植株生長(zhǎng)受到抑制。5~40μmol·L-1Cu2+處理下,柑橘葉片SOD、CAT、多酚氧化酶(PPO)活性隨著Cu2+濃度的增加呈先增后降,而POD則一直上升,SOD和CAT活性在0.1μmol·L-1Cu2+處理時(shí)達(dá)最大,而PPO活性則在5μmol· L-1Cu2+處理時(shí)達(dá)最大;POD活性的增加是由于Cu2+進(jìn)入柑橘體后,產(chǎn)生了一些過氧化物,造成POD 底物濃度增加,致使POD活性漸增。由此可見,低濃度銅使柑橘的保護(hù)酶發(fā)生了應(yīng)激性的提高以清除、分解有毒害作用的O-2,從而起到保護(hù)作用,但這種保護(hù)作用是有一定限度的,超過這個(gè)限度保護(hù)酶活性就會(huì)降低,柑橘受到的毒害加劇。而高濃度Cu2+處理時(shí),Cu2+與酶的作用基(特別是巰基)結(jié)合后,Cu2+會(huì)使之發(fā)生沉淀、絡(luò)合等反應(yīng),使酶類蛋白質(zhì)發(fā)生變性,酶活性降低,最終導(dǎo)致失活,柑橘葉片膜脂過氧化加劇。
另外,銅通過活化硝酸還原酶來參與植物體內(nèi)氮代謝,并對(duì)植株體內(nèi)的氨基酸組成有一定的影響。過量銅會(huì)降低氮同化作用相關(guān)的硝酸還原酶活性,植株氮素營養(yǎng)水平、游離氨基酸含量顯著下降,植物體內(nèi)的氮代謝受到嚴(yán)重干擾[66]??扇苄缘鞍踪|(zhì)大多是參與各種代謝的酶類,銅脅迫下,植物體內(nèi)的可溶性蛋白含量往往發(fā)生明顯的變化。過量的銅會(huì)促進(jìn)植物體內(nèi)自由基和活性氧等有害物質(zhì)產(chǎn)生,進(jìn)而對(duì)相關(guān)蛋白、DNA和其它生物分子產(chǎn)生損傷。邱棟梁等[69]研究發(fā)現(xiàn),柑橘葉片在0.1、5μmol·L-1Cu2+處理下,可溶性蛋白質(zhì)與對(duì)照相比沒有明顯的變化,而20、40μmol·L-1Cu2+處理時(shí),柑橘體內(nèi)一些原來正常的蛋白質(zhì)合成受阻,同時(shí)誘導(dǎo)一些新蛋白的產(chǎn)生。由此可見,當(dāng)Cu2+濃度升高到一定程度時(shí),Cu2+大量進(jìn)入柑橘體內(nèi),不僅與核酸、蛋白質(zhì)和酶等大分子物質(zhì)結(jié)合,而且還可取代某些酶蛋白行使其功能時(shí)所必需的特定元素,使其變性或活性降低,造成生理功能紊亂。
細(xì)胞膜系統(tǒng)是植物遭受傷害的敏感部位。過量銅脅迫首先對(duì)植物細(xì)胞膜以及多種細(xì)胞器(包括葉綠體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等)的膜系統(tǒng)產(chǎn)生傷害,直接影響細(xì)胞質(zhì)膜的選擇透性、組成、結(jié)構(gòu)和生理生化特性。離子泄漏和水分代謝失調(diào)是銅脅迫破壞質(zhì)膜的結(jié)果,而膜脂過氧化和巰基化合物含量的下降是質(zhì)膜透性增加的直接原因[70]。
活性氧(ROS)是光合、呼吸、固氮等代謝過程中不可避免的副產(chǎn)物。單價(jià)態(tài)銅與氧結(jié)合易產(chǎn)生超氧陰離子(O-2),而在中性水相環(huán)境中,O-2可轉(zhuǎn)化為過氧化氫(H2O2),H2O2又可以在銅的催化下生成羥基自由基(-OH)等ROS[71]。ROS 的過量積累,會(huì)導(dǎo)致生物膜脂質(zhì)過氧化,蛋白質(zhì)交聯(lián)失活、DNA 鏈斷裂以及光合成受阻,甚至引發(fā)死亡。銅毒害會(huì)造成細(xì)胞內(nèi)ROS增加,因此銅的毒害也被看作是由ROS 調(diào)節(jié)的氧化脅迫。另外,過量Cu2+可與膜蛋白的巰基或磷脂分子層的磷脂類物質(zhì)反應(yīng)而損傷質(zhì)膜,加重膜脂的過氧化作用,從而使膜脂過氧化產(chǎn)物丙二醛(MDA)含量增加[72],改變膜蛋白的磷脂結(jié)構(gòu),致使膜系統(tǒng)遭受損壞,流動(dòng)性減小,膜透性增大,強(qiáng)度下降,影響細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)功能,同時(shí)使胞內(nèi)物質(zhì)外滲而虧缺,細(xì)胞發(fā)生死亡[71]。
邱棟梁等[69]研究發(fā)現(xiàn),低濃度的Cu2+(≤0.1μmol·L-1)處理臍橙52苗木時(shí),葉片MDA含量和K+、Cu2+的滲漏值均與對(duì)照差異不顯著;但當(dāng)Cu2+處理濃度為5μmol·L-1時(shí),MDA含量、K+、Cu2+的滲漏值均顯著提高,且隨著Cu2+濃度的增加而提高;MDA含量與K+、大分子滲漏值呈顯著的正相關(guān)。當(dāng)Cu2+濃度在5~40μmol·L-1范圍內(nèi)時(shí),隨著Cu2+濃度的增加,柑橘葉片細(xì)胞膜受到的傷害也越嚴(yán)重,選擇透性大大降低,MDA的大量積累,導(dǎo)致細(xì)胞膜透性顯著增加,造成細(xì)胞膜內(nèi)酶及其原代謝作用區(qū)域受到損傷,使色素含量降低,生長(zhǎng)減慢。由此可見,隨著高銅脅迫的加劇,細(xì)胞膜的透性由于過量銅的存在而發(fā)生改變,調(diào)節(jié)K+、大分子外滲的能力逐漸減弱,甚至最后漸漸消失。在高銅脅迫下,柑橘葉片細(xì)胞質(zhì)膜產(chǎn)生過氧化,破壞了膜脂的完整性,使細(xì)胞膜強(qiáng)度下降,導(dǎo)致Cu2+滲入細(xì)胞和MDA含量增多,離子和大分子物質(zhì)大量外滲,膜透性增大。
銅參與植物葉綠素和其他色素的合成,銅是質(zhì)體藍(lán)素的重要組成成分,質(zhì)體藍(lán)素是光系統(tǒng)Ⅱ和光系統(tǒng)Ⅰ電子傳遞過程的重要中間體。植物的光合作用功能對(duì)銅毒害很敏感。過量的銅能修飾加工色素分子和降低色素合成酶的活性,抑制光合作用暗反應(yīng)中關(guān)鍵酶的活性,如對(duì)光合作用的抑制與其抑制1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(RuBPcase)和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPase)的活性有關(guān),明顯降低葉片光合色素含量,并且損傷光合細(xì)胞器,破壞類囊體結(jié)構(gòu),抑制光合鏈中的電子傳遞,尤其是對(duì)光合作用系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ),主要是抑制初級(jí)電子供體和受體產(chǎn)量[73]。高于1μmol·L-1時(shí)Cu2+即可成為光合鏈中的電子傳遞的抑制因子[74]。過量銅脅迫還會(huì)抑制和防礙葉綠素進(jìn)入光合系統(tǒng),使葉片發(fā)黃,葉綠素a、b 含量顯著下降,葉綠素?zé)晒庀陆?,光合作用受到抑制[75],從而降低植物光合作用效率。由此可見,過量的銅對(duì)植物光合作用的影響是通過影響光合過程中的電子傳遞、破壞葉綠體和葉綠素等光合系統(tǒng)的完整性而實(shí)現(xiàn)的。
Ilyas等[76]用0.1%CuSO4·7HO2噴施柑橘樹冠,葉片凈光合作用、葉綠素含量顯著提高,超過0.1%時(shí)凈光合作用下降。張國軍等[77]研究表明,外源銅處理下,臍橙幼苗葉綠素的含量隨著Cu2+濃度的增加先增后降。低濃度的Cu2(+≤0.1μmol·L-1)有利于臍橙幼苗光合色素的形成,葉綠素的含量比對(duì)照顯著增加。而高濃度的Cu2(+5~40μmol·L-1)使臍橙幼苗葉綠素含量下降,類胡蘿卜素的含量也隨Cu2+濃度增加不斷下降。這和Cu2+與葉綠體色素形成配位化合物有關(guān)。由此可見,Cu2+在低濃度時(shí)會(huì)促使葉綠素含量增加,而高濃度時(shí)抑制葉綠素合成。這可能是由于Cu2+在低濃度時(shí),少量的Cu2+彌補(bǔ)了柑橘體內(nèi)葉綠體質(zhì)體藍(lán)素(藍(lán)蛋白)的所需[78]。而高濃度的銅脅迫,抑制葉綠素酸脂還原酶的活性,影響氨基酮戊酸的合成,導(dǎo)致葉綠素合成受阻,使葉綠體酶活性失調(diào),還破壞類囊體上的色素蛋白復(fù)合體機(jī)構(gòu)[79],促進(jìn)葉綠素分解。
有研究認(rèn)為,植物受到銅過量脅迫后,由于Cu2+的局部積累較多,與葉綠體中蛋白質(zhì)-SH 結(jié)合或取代其中Fe2+、Zn2+、Mg2+致使葉綠素蛋白中心離子組成發(fā)生變化而失活,葉綠素酶活性失調(diào),從而影響葉綠素的合成,葉綠素分解,必然導(dǎo)致柑橘發(fā)生褪綠現(xiàn)象,影響光合作用[80]。
張國軍等[77]研究發(fā)現(xiàn),低濃度的Cu2(+≤0.1μmol·L-1)處理使臍橙幼苗葉綠體光還原活性比對(duì)照有所增加;還增加葉片蒸騰速率(Tr)和氣孔導(dǎo)度(Gs),促進(jìn)葉片氣孔開放,有利于氣體交換,因而增加葉片的光合速率,促進(jìn)生長(zhǎng);而高濃度的Cu2(+5~40μmol·L-1)處理使臍橙幼苗葉綠體光還原活性受到抑制,且Cu2+濃度越高,下降和抑制幅度越大,光補(bǔ)償點(diǎn)和呼吸速率提高;造成光合效率降低,凈光合速率(Pn)、光飽和點(diǎn)下降;5μmol·L-1和20μmol·L-1Cu2+處理使葉片Tr和Gs下降。由此可見,高銅脅迫使葉片葉綠體光還原活性受到抑制,嚴(yán)重影響了PSⅡ的電子傳遞;葉片Pn下降,存在氣孔因素和非氣孔因素,Pn與Tr 同步受到抑制,導(dǎo)致臍橙幼苗葉片Tr明顯下降;從而抑制了整個(gè)光合作用的進(jìn)行。
葉綠體是植物細(xì)胞最需氧(O2)的分區(qū),葉綠體類囊體膜富含不飽和的脂肪酸,因而對(duì)活性氧(ROS)誘發(fā)的膜脂過氧化特別敏感。過量銅對(duì)希爾反應(yīng)活性的抑制作用是由于光合膜中類脂的過氧化和PSⅡ(光合系統(tǒng)Ⅱ)的紊亂,影響光抑制和光修復(fù)之間的平衡,導(dǎo)致受光照葉片的光系統(tǒng)Ⅱ活躍中心穩(wěn)定的電子濃度下降和非周期的光合磷酸化作用的破壞[81]。由此可見,低濃度Cu2+處理能促進(jìn)臍橙幼苗的光合作用,而高濃度有明顯的抑制作用。這可能是柑橘吸收Fe2+和Cu2+之間存在競(jìng)爭(zhēng),導(dǎo)致Fe2+短缺引起葉綠素合成受阻,從而提高PSⅡ?qū)獾拿舾行?,阻礙光合作用中CO2的固定有關(guān)。楊丹慧[82]則認(rèn)為,高濃度Cu2+會(huì)大大的減弱植物的光合效率,主要是由于進(jìn)入葉綠體中的銅沉積到了類囊體上,破壞了葉綠體酶系統(tǒng)結(jié)構(gòu),這可能就是柑橘葉片變黃脫落的主要原因。
張國軍等[77]研究認(rèn)為,高濃度Cu2+處理使臍橙幼苗葉綠素含量降低。這可能是由于過氧化氫酶(CAT)活性下降,導(dǎo)致過氧化氫(H2O2)的積累而促進(jìn)葉綠素的降解。高銅處理使超氧化物歧化酶(SOD)活性下降、丙二醛(MDA)含量上升,導(dǎo)致過氧化產(chǎn)物積累,膜透性增加[69];高銅處理還使過氧化物酶(POD)活性上升,POD的上升導(dǎo)致葉綠素含量下降[51]。
另外,線粒體是細(xì)胞呼吸作用的主要場(chǎng)所,含有大量的酶。張國軍[51]研究發(fā)現(xiàn),高濃度的Cu2(+≥20μmol·L-1)處理時(shí),柑橘細(xì)胞中線粒體結(jié)構(gòu)會(huì)受到破壞,線粒體變形,線粒體膜局部破裂,線粒體膜系統(tǒng)受到破壞,線粒體嵴數(shù)量明顯減少甚至解體,導(dǎo)致酶分子附著的表面減少,細(xì)胞呼吸作用減弱,糖的有氧代謝受阻,以ATP 形式提供的能量減少,進(jìn)而影響柑橘的各種正常生理代謝。
柑橘在銅過量脅迫下,根系和枝葉鋅(Zn)、鐵(Fe)、錳(Mn)的吸收量顯著下降,其中Fe的吸收下降最為顯著[83]。過量的銅能與礦質(zhì)元素競(jìng)爭(zhēng)植物吸收位點(diǎn)或轉(zhuǎn)運(yùn)載體[84],抑制其它礦質(zhì)元素含量,導(dǎo)致除銅以外的元素匱乏,可能是因?yàn)殂~作為轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的其中一種底物,而影響其它元素的結(jié)合和轉(zhuǎn)運(yùn)。同時(shí),當(dāng)銅過量時(shí)細(xì)胞膜透性改變,礦質(zhì)元素運(yùn)輸過程受到影響,導(dǎo)致礦質(zhì)元素的缺乏。
黎耿碧等[31]研究發(fā)現(xiàn),過量的銅明顯抑制柑橘小苗對(duì)氮(N)、磷(P)、鉀(K)、鈣(Ca)、鎂(Mg)、鐵(Fe)等常量和微量元素的吸收,且與這些元素的吸收均達(dá)極顯著負(fù)相關(guān);當(dāng)銅離子(Cu2+)濃度大于0.1μmol·L-1就明顯干擾養(yǎng)分元素的吸收和轉(zhuǎn)移;Cu2+濃度在0.1~5.0μmol·L-1范圍內(nèi),柑橘根系和葉對(duì)P、K、Ca、Mg等的吸收量都下降60%以上,但其轉(zhuǎn)移率無明顯變化;隨著Cu2+濃度的增加,銅的轉(zhuǎn)移率和柑橘的生長(zhǎng)量下降,P、K、Ca、Mg 在柑橘體內(nèi)的轉(zhuǎn)移率保持不變,而Fe、Mn、Zn 在柑橘體內(nèi)的轉(zhuǎn)移率卻表現(xiàn)為上升。這說明,不同養(yǎng)分元素在柑橘體內(nèi)吸收轉(zhuǎn)移特性不同。
過量的銅通過降低N 的吸收來干擾氮代謝[85]。有試驗(yàn)表明,銅過量處理下,柑橘小苗根部N-NO3、總氮、硼(B)含量下降,葉片硫(S)含量也顯著下降[29]。過量的銅能顯著影響柑橘對(duì)P的吸收,使柑橘體內(nèi)P的含量減少。反之,多施磷肥會(huì)阻礙柑橘植株對(duì)銅的吸收,有助于降低銅的毒性。利用50μmol·L-1Cu2+處理甜橙嫁接苗,葉片銅含量在充足的P 供應(yīng)條件下比缺P時(shí)減少了26%,細(xì)胞結(jié)構(gòu)的受害程度更輕[50]。GrahamJH等[59]研究表明,過量銅抑制柑橘根系對(duì)P的吸收,主要是因?yàn)橥馍艿揭种?,?duì)P的吸收固定減少;出苗兩個(gè)月的柑橘小苗,在低P土壤中,葉中含P 量與不同土壤浸提銅濃度的對(duì)數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)。若土壤中已施入磷肥,這種關(guān)系則發(fā)生變化[86]。鄭蒼松[63]研究發(fā)現(xiàn),南豐蜜橘園土壤有效銅與葉片K含量呈顯著負(fù)相關(guān)。輕微的銅中毒,柑橘的K素就會(huì)受到嚴(yán)重影響而導(dǎo)致其品質(zhì)下降[31]。
Ca 與銅之間存在拮抗作用??赏ㄟ^施加CaCO3提高土壤pH值,降低銅的生物有效性而緩解銅中毒[87]。高銅土壤中交換態(tài)銅比例因Ca含量的增加,而明顯降低,銅的遷移量也隨之減少。有研究表明,在含銅量200mg·kg-1的土壤中,土壤表層有效銅的含量隨著CaCO3濃度增加而減少,可顯著降低根中銅的濃度,減輕銅對(duì)柑橘小苗的毒害,同時(shí)柑橘小苗枝葉、根系干質(zhì)量增加[65]。高銅處理中Ca 的施入能增加葉綠素含量,可能是由于施Ca以后,植株對(duì)銅的吸收量減少,與Ca 具有穩(wěn)定細(xì)胞膜的作用有關(guān)。由此可見,Ca 對(duì)緩解銅中毒具有一定的作用。施加CaCO3能夠緩解土壤銅毒害對(duì)粗皮檸檬植株生物量的抑制,但是不能緩解對(duì)印度酸橘生物量的抑制[65]。這可能與柑橘不同品種的生理特性差異有關(guān)。
黎耿碧等[31]研究發(fā)現(xiàn),隨營養(yǎng)液中Cu2+濃度的增加,明顯抑制柑橘小苗對(duì)Ca2+、Mg2+等元素的吸收;外界的Cu2+濃度的升高,柑橘莖、葉中的K、Ca、Mg、Zn 等的含量降低。在銅含量高的土壤上,pH值及Ca、Mg、Fe、Zn 等的含量顯著降低,而由于某些土壤含有石灰性物質(zhì),且pH值及Ca、Mg、Fe、Zn 等含量也較高,因而發(fā)生銅中毒的現(xiàn)象較少見[59]。在田間環(huán)境下,采用撒施2kg/株石灰能有效中和耕層土壤酸度,增加土壤pH值,誘導(dǎo)土壤對(duì)活性銅的吸附和固定作用,且降低溫州蜜柑果實(shí)可滴定酸,增加固酸比[40]。當(dāng)土壤pH值為5.9~6.5時(shí),隨外源銅濃度增加,植株中Ca 的含量減少[88]。
柑橘對(duì)金屬離子如:Fe2+、Mn2+、Mg2+和Zn2+的攝取容易被具有相同價(jià)位的Cu2+抑制。有研究表明,當(dāng)植物體Fe和Zn缺乏時(shí),F(xiàn)e通道蛋白(ITRI)和Zn通道蛋白(ZIP)以及相關(guān)誘導(dǎo)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白為植物吸收Cu 提供了便利[89]。Fe 是多種酶的輔基,并參與葉綠素的合成。Fe和Cu 之間具有拮抗作用。銅能氧化Fe2+為Fe3+,過量的銅會(huì)阻礙柑橘對(duì)Fe2+的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)[43-44]。Fe 的缺乏有利于枳根系對(duì)Cu的吸收及向上轉(zhuǎn)運(yùn)[90]。外源銅的增加對(duì)柑橘吸收Fe 的影響尤為嚴(yán)重,使柑橘葉片黃化并使葉片中含F(xiàn)e 量降低的現(xiàn)象早在1952年就已報(bào)道過[91]。
過量銅脅迫造成柑橘M(fèi)g 含量下降的原因是Cu2+可取代葉綠素中的Mg2+,這一現(xiàn)象導(dǎo)致了柑橘葉綠素含量下降,光合作用受阻[92]。AlvaAK等[29]研究發(fā)現(xiàn),隨著營養(yǎng)液中Cu2+濃度的增加,柑橘根系對(duì)Fe、Zn和Mn的吸收減少。過量銅降低了Fe、Zn和Mn的吸收,根部表現(xiàn)尤為明顯,這也可以解釋根受銅毒害尤為嚴(yán)重的現(xiàn)象。銅在酸性土壤中的競(jìng)爭(zhēng)吸附能力強(qiáng)于Zn。土壤中銅的存在嚴(yán)重的抑制了Zn 的吸附和運(yùn)轉(zhuǎn),樹體內(nèi)銅含量的增加不利于Zn和Mn 由根向葉內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)[93]過量銅脅迫造成柑橘Fe、Zn 等含量的減少可能有兩個(gè)原因:一是因?yàn)楦渴軗p,細(xì)胞結(jié)構(gòu)損壞,細(xì)胞膜滲透性提高,吸收功能減弱,二是因?yàn)镕e、Zn與Cu 的拮抗作用,究竟這兩者誰的影響大,尚有待進(jìn)一步研究。因此,對(duì)于柑橘來說,銅和其它養(yǎng)分元素的平衡關(guān)系,可能比銅本身的絕對(duì)量更重要。
目前對(duì)柑橘銅毒害的研究主要集中在細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)、酶活性、光合作用和銅過量與其他元素的吸收等方面,但這些研究的深度和廣度還有待進(jìn)一步加強(qiáng)。尤其在生理生化方面還有待進(jìn)一步的深入研究。如在分子水平上,對(duì)柑橘過量銅脅迫下基因表達(dá)譜的動(dòng)態(tài)變化,柑橘對(duì)銅毒害的耐性及其遺傳調(diào)控,柑橘細(xì)胞如何感應(yīng)過量銅信號(hào)的刺激,過量銅脅迫如何影響柑橘激素的合成和平衡等還未見有報(bào)道。對(duì)柑橘銅毒害的機(jī)理和過量銅積累性、耐性的機(jī)理仍處于探討階段,需進(jìn)一步的研究與證實(shí)。
隨著分子生物學(xué)、高通量基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)等研究方法的應(yīng)用,在今后的研究中應(yīng)集中從分子和蛋白水平上,積極開展柑橘過量銅的吸收、儲(chǔ)存、遷移和循環(huán)等機(jī)理的研究。從基因水平上揭示柑橘銅毒害的分子機(jī)理和耐銅脅迫機(jī)制。另外,從柑橘栽培措施探討如何減輕銅毒害的措施。從而為今后進(jìn)行銅對(duì)柑橘污染的預(yù)測(cè)、評(píng)價(jià)和防治提供理論依據(jù)。