鋁是地殼中含量最豐富的金屬元素,在自然條件下,它主要以鋁硅酸鹽形式存在,生物可利用性很小,由于近些年工業(yè)的發(fā)展,土壤鋁污染日益嚴(yán)重,這對(duì)農(nóng)作物有哪些影響呢?
在酸性環(huán)境中,鋁可對(duì)植物產(chǎn)生毒害作用。
1.鋁可與蛋白質(zhì)結(jié)合,也可與脂質(zhì)、糖類、核酸等結(jié)合,干擾植物細(xì)胞內(nèi)一些離子代謝,影響各種生理生化過程正常進(jìn)行,從而抑制植物的生長(zhǎng)。
2.鋁對(duì)植物毒害作用最明顯的特征是鋁抑制了植物根尖細(xì)胞伸長(zhǎng)和細(xì)胞分裂。鋁還可影響植物細(xì)胞壁的生物合成。鋁易與磷酸基、羥基等極性基團(tuán)結(jié)合,因此可與細(xì)胞質(zhì)膜的脂質(zhì)及膜蛋白結(jié)合,影響膜的結(jié)構(gòu)和功能。
3.細(xì)胞內(nèi)的鈣是維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的重要元素,鋁和鈣的相互作用將會(huì)影響植物的正常生理功能。有關(guān)鋁與鈣的相互作用有3種假說:(1)鋁抑制了根細(xì)胞對(duì)鈣的吸收;(2)鋁擾亂了細(xì)胞內(nèi)鈣的平衡;(3)鋁取代了重要位點(diǎn)的鈣。
4.鋁可與很多生物大分子發(fā)生強(qiáng)絡(luò)合作用,可以與細(xì)胞內(nèi)其它的功能蛋白結(jié)合,影響它們的活性。鋁可與鈣調(diào)蛋白結(jié)合,改變其結(jié)構(gòu)并對(duì)其功能產(chǎn)生影響;也可與酶蛋白結(jié)合,影響酶活性。有研究表明鋁抑制植物細(xì)胞內(nèi)與光合作用及呼吸作用有關(guān)的酶活性,影響這些生理過程的正常進(jìn)行。另有研究表明鋁也可與RNA結(jié)合,從而影響RNA的結(jié)構(gòu)和功能。鋁可與ATP形成Al2ATP復(fù)合物,使植物細(xì)胞能量代謝過程受限制。
5.鋁還可影響細(xì)胞骨架蛋白的表達(dá)。在鋁作用下,微管蛋白排列發(fā)生變化,Al3+是微管蛋白聚合的特定抑制劑。
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責(zé)任編輯:孫殿偉
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