土壤重金属污染的植物修复与金属超富集植物及其遗传工程研究

第l5卷第1期2007年1月中国生态农业学报ChineseJournalofEco—AgricultureVoI．15NO．1Jan．，2007土壤重金属污染的植物修复与金属超富集植物及其遗传工程研究*王松良郑金贵(福建农林大学作物科学学院福州350002)摘要本文综述了土壤重金属污染的植物修复、金属超富集植物及其遗传工程的最新研究进展及存在问题，并提出加紧筛选和发现野生高生物量的金属超富集植物，在现有高生物量作物种质资源中筛选金属超富集作物，应用遗传工程技术把野生植物的超富集基因转移到现有高生物量植物(作物)中，寻找综合、可持续的植物修复手段等对策。关t词土壤重金属污染植物修复金属超富集植物遗传工程Ph~tionforhelvymetalcontaminationinsoil，metalhyperaccumulatorandtheirgeneticengineeHng．WANGSong-Liang，ZHENGJin—Gui(CollegeofCropSciences，FujianAgricultureandForestUniversity，Fuzhou350002，Chi—na)，C，EA，2oo7，15(1)：l9o～194Ahstr~tThefieldapplicationsofphytoremediationonheavymetalcontaminationinsoilrelyonthediscovery．screeningandexpl~tatmnofmetalhyperaeeumulators，inwhichthegeneticengineeringhasbroadperspectives．Theauthorsaddressthelatestadvancesonphytoremediationforheavymetalcontaminationinsoil，metalhyperaccumulatorsandtheirgeneticengineering，andfigureOUttheexistingproblemssubsequently．TospeeduptheresearchesinChina，severalstrategieshavebeensuggested，includingscreeningthemetalhyperaccumulatorswithhighbiomassamongthenaturalvegetation，screeningthemetalhyperaeeumulatorsamongcropvarieties，transferringthemetalaccumulatinggeneofwildhyperaccu—mulatorstOthepotentialcropsbymeansofthegeneticengineering，andfindinganintegratedandsustainablephytoreme—diationmethod．KeywordsHeavymetalcontaminationinsoil，Phytoremediation，Metalhyperaccumulator，Geneticengineering(ReceivedJuly7，2005；revisedSept．21，2005)在世界范围内，由于工矿三废排放和农用化学品的过量使用，造成工矿区周围土壤和农业土壤有毒重金属过量累积，带来严重的环境和健康的风险-3J。因此，土壤重金属的脱污技术备受关注。在我国，由于工农业生产规模和乡镇城市化的快速发展，有相当数量农田受到工业三废和农用化学品的污染，土壤质量日趋下降。据统计，1998年我国由于耕地土壤重金属污染而引起的粮食减产达1000万t-1J。在我国重金属污染的土壤中，CA污染耕地1．3万hm，涉及11省市的25个地区；Hg污染3．2万hm，涉及15个省市的21个地区。其中大部分地区生产的稻米中含Hg点超过国家食品卫生标准(0．2mg／kg)，粮食含Pb量大于1．0mg／kg的产地有11个，有6个地区生产的粮食含量超过0．7mg／kg-2J。清除土壤重金属污染物事关我国食品安全和人民健康。然而，由于土壤重金属累积的不断加剧和重金属的相对稳定性，使清除土壤重金属污染困难重重。传统治理土壤重金属污染的方法如淋滤法、客土法、吸附固定法等物理方法以及生物还原法、络合浸提法等化学方法-1，往往投资昂贵、需要复杂设备条件或打乱土层结构，且可能带来二次污染，不适于大面积污染的治理。植物修复(Phytoremediation)是通过种植某种对土壤重金属有相当耐性和富集能力的植物来排除污染物的技术【14,15]。这种方法成本低、对环境扰动少，可以克服传统土壤重金属污染物治理方法的不