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浙江大学学报(农业与生命科学版)  2017, Vol. 43 Issue (6): 747-756    DOI: 10.3785/j.issn.1008-9209.2017.05.164
综述     
矿质营养元素阻控植物镉积累:从机制到应用
何小林1,关美艳2,范士凯2,何虎3,金崇伟2*
1.江西省土壤肥料技术推广站,南昌 330046;2.浙江大学环境与资源学院,教育部环境修复与生态健康重点实验室,杭州 310058;3.江西省农业科学院水稻研究所,南昌 330200
Prevention of Cd accumulation in plants by mineral nutrients: From mechanisms to applications
HE Xiaolin1, GUAN Meiyan2, FAN Shikai2, HE Hu3, JIN Chongwei2*
(1. Soil and Fertilizer Technique Popularization Station of Jiangxi Province, Nanchang 330046, China; 2. Ministry of Education Key Laboratory of Environmental Remediation and Ecosystem Health, College of Environmental and Resource Sciences, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China; 3. Institute of Rice, Jiangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanchang 330200, China)
 全文: PDF(784 KB)   HTML (
摘要:

许多矿质营养元素能通过沉淀和吸附作用降低土壤中镉的有效性,同时也能与镉竞争细胞质膜上的转运体从而降低植物对镉的吸收。因此,通过合理的养分管理正确处理矿质营养元素和镉之间的关系,实现阻控作物对镉的吸收,被认为是一种费用低、周期短、效率高的技术措施。此外,通过其他农艺措施或分子育种手段调控矿质营养元素与镉之间的相互作用,也可能是2种降低作物镉积累的有效措施。本文主要根据近年来相关的研究进展,综述了矿质养分元素和镉之间的关系如何影响土壤中镉的有效性以及植物对镉的吸收。同时,以这些交互关系为基础,探讨了减控作物可食部位镉积累的策略。

关键词: 矿质营养元素阻控机制    
Abstract:

Several mineral nutrient elements of plants can reduce Cd availability in soil by precipitation and adsorption, and decrease Cd absorption of plants by the competition between Cd and plant nutrients for the same membrane transporters. Nutrient management is one of the most important agronomic practices for better crop growth. Accordingly, it is regarded as a low cost, short period and high efficient way to alleviate Cd accumulation in crops by proper management of nutrients and proper treatment of the interactions between Cd and plant nutrients. In addition, other agronomic measures and molecular plant breeding, which could modulate the interactions between Cd and plant nutrients, might also be two relatively inexpensive and effective strategies to minimize Cd contamination in crops. The main objective of this review is to highlight how the interactions between mineral nutrient elements and Cd affect the availability of Cd in soil, and the Cd absorption of plants. Examples include that, the competition between Fe, Ca, Zn, Mn and Cd uptake by root can decrease Cd levels in plants, and iron supply prevents Cd uptake by inhibiting iron- regulated transporter1 (IRT1) expression. The strategies of using these interactions to minimize Cd accumulation in the edible parts of crops were also focused in this review. For example, the application of P fertilizer can precipitate with Cd to reduce Cd uptake by plants. In addition, Si and Se fertilizer foliage application can decrease Cd translocation from roots to shoots in plants, thus reducing Cd accumulation in edible organs and improving food safety.

Key words: mineral nutrient elements    cadmium    resistance mechanism
收稿日期: 2017-05-16 出版日期: 2017-11-29
CLC:  S 143.7  
基金资助: 国家自然科学基金(31622051,31670258);国家重点研发计划重点专项(2016YFD0200103);浙江省自然科学基金(LR13C130001)
通讯作者: 金崇伟(http://orcid.org/0000-0003-0896-8596)     E-mail: jincw@zju.edu.cn
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何小林
何虎
关美艳
金崇伟
范士凯

引用本文:

何小林,关美艳,范士凯,何虎,金崇伟. 矿质营养元素阻控植物镉积累:从机制到应用[J]. 浙江大学学报(农业与生命科学版), 2017, 43(6): 747-756.

HE Xiaolin, GUAN Meiyan, FAN Shikai, HE Hu, JIN Chongwei. Prevention of Cd accumulation in plants by mineral nutrients: From mechanisms to applications. Journal of Zhejiang University (Agriculture and Life Sciences), 2017, 43(6): 747-756.

链接本文:

http://www.zjujournals.com/agr/CN/10.3785/j.issn.1008-9209.2017.05.164        http://www.zjujournals.com/agr/CN/Y2017/V43/I6/747

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