張瑩

摘要：植物生長所必需微量元素——鋅，在轉(zhuǎn)錄因子中起結(jié)構(gòu)離子作用，而且是300多種酶的輔助因子。鋅多數(shù)儲存在金屬蛋白中，并且在植物體內(nèi)轉(zhuǎn)移也是通過金屬蛋白完成。曾有研究表明在擬南芥模式植物中有2300多種蛋白質(zhì)是與鋅有關(guān)的（Broadley et al. 2007）。鋅離子能和植物體內(nèi)多種有機(jī)配離子結(jié)合成穩(wěn)定配合物，并對信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、DNA和RNA代謝、基因表達(dá)和細(xì)胞凋亡起重要作用。

關(guān)鍵詞：鋅；鋅富集；生長代謝；細(xì)胞膜穩(wěn)定；植物激素

中圖分類號：F59 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-7517（2018）09-0106-02

鋅是植物微量營養(yǎng)元素，鋅能影響植物的光合作用，通過阻礙光合作用中CO2的水合作用并最終影響植物對的生長發(fā)育，并且直接參與植物的生長代謝；還與膜的完整性、生殖器官的發(fā)育、合成蛋白質(zhì)、成熟葉片中的礦質(zhì)元素含量以及植物的抗逆性有關(guān)。但是另一方面，鋅又會造成環(huán)境污染，當(dāng)鋅在土壤中的含量超過200mg/kg時(shí)，就會對土壤造成嚴(yán)重污染。如果土壤中的鋅超標(biāo)則會影響植物對鐵的吸收，情況嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致植物鋅中毒植，從而使植物生長受到障礙，甚至死亡。Lipman和Sommer于1926（Sommer and Lipman 1926）年首次證實(shí)鋅是植物必需的營養(yǎng)元素。鋅對植物的作用真正被人們發(fā)現(xiàn)與研究要追溯到20世紀(jì)60年代，當(dāng)植物體內(nèi)一系列含鋅的酶類被發(fā)現(xiàn)和研究時(shí)才產(chǎn)生的。

1 鋅在植物體內(nèi)的生理功能

1.1 鋅與植物細(xì)胞膜穩(wěn)定的關(guān)系

鋅對植物膜穩(wěn)定性的維持方面有重要作用，缺鋅會導(dǎo)致植物原生質(zhì)膜透性明顯增加。1988年Cakmak和Marschner兩位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了活性氧自由基在植物體內(nèi)的累積可能是由于鋅干擾了NADPH氧化而控制的，并且通過CuZn-SOD酶消除過多氧負(fù)離子。鋅還可能與多肽鏈中的組氨酸形成四面體復(fù)合物或者與膜組分中的巰基和磷脂相結(jié)合，從而避免膜上蛋白和脂類遭氧化破壞（Marschner 1991）。

1.2 鋅與蛋白質(zhì)代謝的關(guān)系

缺鋅降低植物體內(nèi)蛋白質(zhì)含量但幾乎不會影響其成分組成。在高等植物體內(nèi)，Vodkin（1989）發(fā)現(xiàn)，鋅通過提高特定基因轉(zhuǎn)錄所必需的鋅指蛋白的組分來表現(xiàn)其在基因表達(dá)水平上的作用；或干擾DNA合成；或改變?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu)。鋅參與維持DNA結(jié)合域的蛋白質(zhì)構(gòu)型（Hanas 1983）。在鋅與核酸、蛋白質(zhì)代謝上的關(guān)系不難得出由于分生組織部位的核酸和蛋白質(zhì)代謝強(qiáng)烈，因此在植物分生組織中鋅的需求較高。

1.3 鋅與碳水化合物代謝的關(guān)系

（1）鋅對植物光合作用的影響

在鋅缺乏的條件下，植物的光合作用會下降50%-70%，但也要根據(jù)不同種類的植物和不同程度的缺鋅狀況而定而有所不同。此外，葉綠體的結(jié)構(gòu)受到破壞導(dǎo)致葉綠素含量的下降也與光合作用受阻有關(guān)。褚天鐸等研究發(fā)現(xiàn)植物在缺鋅條件下是，其葉肉細(xì)胞內(nèi)葉綠體數(shù)量會顯著減少。

（2）鋅對蔗糖和淀粉在形成與運(yùn)輸中的影響

鋅缺乏會使植物體內(nèi)蔗糖含量降低，其原因是植物體內(nèi)醛縮酶的活性會由于鋅的缺乏而極大降低，從而抑制了果糖-l，6-二磷酸的轉(zhuǎn)化（徐曉燕 1999）。與此同時(shí)，鋅缺乏使植物中淀粉、淀粉粒數(shù)以及淀粉合成酶活性下降也會對淀粉代謝帶來重要影響。（徐曉燕 1999）。

1.4 鋅與生長素代謝的關(guān)系

植物在缺鋅條件下最典型的癥狀是小葉病和生長受阻，而這兩種病癥都與生長素代謝有關(guān)，然而，影響生長素代謝的主要原因是鋅的缺乏。首先，鋅是植物激素IAA（吲哚乙酸）的重要組成原料，鋅缺乏會導(dǎo)致植物吲哚乙酸含量降低，從而使得植物矮小。

2 鋅在植物中的吸收及轉(zhuǎn)運(yùn)

鋅通過植物的根系從土壤溶液中的吸收從而進(jìn)入植物體內(nèi)。其過程剛開始速度較快，首先鋅與根細(xì)胞壁結(jié)合，之后會被其他非標(biāo)記的鋅離子或二價(jià)陽離子交換，對生理代謝活動(dòng)雖然影響不大，但確占組織積累鋅的很大一部分。后期過程則較緩慢。

根系吸收的鋅很快運(yùn)輸?shù)降厣喜糠?，鋅則大部分積累在葉、莖和枝中，而并非根部。鋅在構(gòu)樹及楓楊中主要儲存在樹干中，法國冬青、金葉女貞及二球懸鈴木中的鋅則是主要儲存在葉片中。將鋅的營養(yǎng)液供應(yīng)給小麥植株，在剛開始的2小時(shí)，由于根系對鋅的吸收，鋅在根中儲存較多，經(jīng)過4小時(shí)觀察之后，由于鋅的運(yùn)輸和轉(zhuǎn)移，使根中鋅的含量顯著降低。有研究表明，在正擴(kuò)張的水稻葉片中有大量65Zn積累，而蒸騰量最大的已擴(kuò)張葉片中鋅的含量很少。該研究還表明植物莖節(jié)處鋅的積累較多，一般認(rèn)為鋅在韌皮部中再轉(zhuǎn)移較弱。

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐曉燕，楊肖娥，楊玉愛.鋅在植物中的形態(tài)及生理作用機(jī)理研究進(jìn)展[J].廣東微量元素科學(xué)，1999，11（6）：1-6.

[2] 張貴常，吳兆明.鋅對番茄葉綠體亞顯微結(jié)構(gòu)的影響與光強(qiáng)度的關(guān)系[J].實(shí)驗(yàn)生物學(xué)報(bào)， 1984，17（4）：491-495.

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