金属元素的密度相对较高，即使在很低的浓度下也会有毒，它们被称为重金属。重金属是一个集体术语，指原子密度大于水3倍或以上或大于4克/cm³的类金属和金属。由于重金属固着性，植物受到各种生物和非生物环境胁迫。重金属（HM）胁迫是对植物生长、发育和产量产生负面影响的最重要的胁迫之一。此外，重金属毒性还可调节植物的生理和生化反应。

重金属的来源

土壤中的重金属污染通过自然和人为活动在环境中发生。母质是土壤中污染物的主要来源。总地壳的95%是由巧妙的岩石组成的，而几乎5%是由沉积岩组成的。总的来说，玄武质巧妙岩石含有大量的重金属如Cd、Co、Ni和Cu，而页岩则富含Cd、Cu、Pb、Mn和Zn。来自这些岩石的重金属通过自然过程进入土壤环境，如陆地、大气、生物和火山过程、沥滤、地表风和侵蚀。城市化和工业化是导致重金属进入生物圈的主要人为来源。其他人类活动，如施用化肥、杀虫剂、化石燃料燃烧、污水灌溉、冶炼和采矿以及城市废物处理，也显著增加了农业土壤中的重金属浓度。一般来说，工业区的土壤中可能存在不同类型的重金属污染，这取决于工业的种类、所用的原材料及其产品。植物通过根部吸收重金属，因此重金属可能在果树、蔬菜和其他作物中积累，导致重金属进入食物链。

重金属污染对植物的影响

有毒重金属通过植物进入食物链是人类和动物接触它们的主要途径。接触重金属可能会导致几种类型的癌症、生长迟缓、内分泌干扰、肾脏损伤、神经和免疫影响。在植物中，许多作物的生长和产量可能会受到高浓度重金属的影响。通常在城市地区，土壤受到来自油漆、交通、工业废物和许多其他来源的铜、铅、镉和锌的污染。

重金属(loid)对植物的植物毒性效应和植物耐受金属毒性的不同防御反应的示意图

植物抗金属胁迫的机制

重金属(HMs)毒性通过调节不同的细胞代谢过程损害植物的生长和发育。植物进化出各种体内平衡机制，如ROS信号、上调的抗氧化系统、根分泌物的生物合成、HMs与细胞壁的结合、调节HMs吸收、运输、积累及其解毒过程的隔离和区室化。根分泌物如氨基酸、有机酸、酚类、糖类和非蛋白质氨基酸如植物铁载体是根际金属解毒和养分吸收的重要成分。这些化合物在根际与HMs结合并形成稳定的复合物，使它们无毒并限制它们的吸收，从而降低它们对植物的生物利用度，因此有助于植物对金属胁迫的耐受性。

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