杨树（Populus deltoides）根系对锌过量的适应机制

《Acta Physiologiae Plantarum》：Acclimatization mechanisms in Populus deltoides roots to zinc excess

锌过剩影响植物营养吸收和分配，通过调整铁钙稳态和抗氧化机制维持生长稳定，根部分小分子蓄积有效防止地上部分锌积累，转录分析揭示木质植物锌信号响应的新机制。

　　

摘要

锌过量会干扰必需营养素的吸收和分布，改变其平衡状态，从而导致植物生长受阻、营养缺乏和叶绿素缺乏。然而，植物会通过各种调节机制来改善其代谢组，增强防御机制，并在恶劣的环境条件下茁壮成长。尽管在理解金属耐受机制方面取得了进展，但仍有一些具体问题尚未解决，尤其是在木本植物中的环境信号传导方面。本研究探讨了锌在组织内的吸收和储存的早期信号传导过程，重点关注细胞氧化还原平衡和植物功能特性。营养分析表明，根部的锌积累与铁和钙的平衡调节相关，从而防止锌在叶片中过度积累。锌过量会抑制植物生长，但不会影响碳的分配；光合作用主要在气孔层面受到影响，对光系统效率没有明显影响。该研究重点介绍了杨树在锌过量条件下的养分吸收策略，即通过根部积累小分子来防止地上部分锌的过度积累。通过这些调节机制，杨树能够在不利条件下保持地上生物量的稳定分配，实现持续的生长。锌过量还会促进脯氨酸的积累并增强抗氧化酶的活性，从而减轻氧化应激。此外，我们还观察到根部的转录水平变化，表明根部可能对锌具有区域特异性的响应。这一发现为了解木本植物的环境感知机制开辟了新的研究方向。