镉对植物生长和代谢影响的研究进展
摘要：由于工业的快速发展，土壤中重金属含量大幅度升高，对药用植物而言，土壤中重金属镉含量的增加会严重影响其生长和发育，导致药用植物品质下降，并通过食物链影响人的健康。近年来，中药材镉超标问题日益凸显，已成为影响药材质量和用药安全的主要因素之一，制约着中药产业的发展，如何从源头避免药材受镉污染已成为亟待解决的问题。本文对镉胁迫影响植物生长发育、生理代谢等方面的研究进行了综述，并对其进行了展望，旨在为进一步研究重金属镉对药用植物生长发育影响提供参考，保护中药材植物的蓬勃发展。
关键词：镉胁迫，植物，生长发育，生理代谢
- 引言
众所周知，重金属对人体健康有严重的威胁，给人类社会和自然界带来一定的影响和危害，由于工业的快速发展，土壤中镉含量大幅度升高，植物吸收土壤中的营养物质时，也会吸收土壤中的重金属离子，当重金属离子达到一定浓度后，就会影响植物体的生长和发育。研究表明，植物叶片中积累大量的镉会影响光合作用，损伤光和器官，降低植物光合速率[1]； 对植物根系也会造成损伤，破坏根系正常的生理功能，影响根系对氮、磷、钾、镁等营养元素的吸收[2]。重金属还会通过食物链的传递而影响食用者的身体健康[3]。因此重金属污染已成为影响药材质量和用药安全的主要因素之一，制约着中药产业的发展，如何从源头避免药材受镉污染已成为亟待解决的问题。
镉污染是自然界中比较常见的一种重金属污染，重金属镉是毒性最强的污染物之一，当镉在食物链中累积并进入人体后，会导致急性、慢性中毒，极易引起肾脏、肺部及骨骼的病变，且在其人体内存在时间长，难以被排出。
当植物处于镉胁迫状态下时，植物体内的氨基酸、有机酸、碳水化合物、脂质、黄酮类化合物、生物碱和吲哚水平与正常水平存在显著差异，这对植物适应镉胁迫具有重要作用[4，5]，本文对镉胁迫影响药用植物生长发育、生理代谢等方面的研究进行了综述，并对其进行了展望，旨在为进一步研究重金属镉对药用植物生长发育影响提供参考，保护中药材植物的蓬勃发展。
- 镉胁迫对植物生长发育的影响
1、镉对植物根系和生长的影响
研究显示，当植物体吸收镉时，最先受到损伤的是植物根系，有研究报告指出镉胁迫可抑制酶的活性，其主要表现为损伤根尖细胞核仁，抑制核糖核酸酶的活性，改变RNA 的合成； 抑制硝酸还原酶活性，减少根部对硝酸盐的吸收以及向地上部的转运； 同时可抑制根部Fe3 还原酶的活性，导致Fe3 缺乏[6]。有研究发现，药用植物拟南芥根系细胞内Ca2 随 Cd2 浓度的变化而显著变化[7]，这会引起植物细胞的生理功能紊乱进而影响植物的生长发育。植物根系受损可直接影响植株地上部分的生长发育[8]，从而导致药用植物产量和品质的降低。
2、镉对植物吸收养分的影响
