小议水稻对砷吸收和代谢机制研究

概要：As 的吸收和转运 在淹水稻田里，As 主要以还原态As(III)的形式存在，也有一定数量的As(Ⅴ)，MMA和DMA。As(III)与As(Ⅴ)均可被水稻大量吸收，但As(III)比As(Ⅴ)更易被水稻根系吸收。 As(Ⅴ)和磷酸盐具有相似的物理化学性质，吸收动力学试验表明As(Ⅴ)通过磷酸盐吸收通道进入水稻根组织。As(Ⅲ)则不同，水稻根系吸收As(Ⅲ)的速度很快，不受磷酸盐影响，但受到甘油和亚锑酸盐抑制，据此推测，As(Ⅲ)可能通过水通道蛋白被水稻根系吸收。 最新研究证实了此推断：As(Ⅲ)进入水稻根细胞的主要门户是类似膜内嵌蛋白的水通道ondulin26 蛋白OsNIP2:1，又称作Lsi 1。 Lsi 1 同时也是硅（Si）的吸收通道，位于水稻根内凯氏带出现的质膜外侧，内皮层和外皮层均有。水稻根系有大量的Lsi 1，当外源Si 缺乏时，其表达会增强。另外，水稻根系内还有三种类似膜内嵌蛋白的水通道ondulin26 蛋白，分别是OsNIP1:1、OsNIP2:2 和OsNIP3:1，但是这三种蛋白表达量很少，所以它们可能不是As(Ⅲ)进入水稻根系的主要通道。

　　在淹水稻田里，As 主要以还原态As(III)的形式存在，也有一定数量的As(Ⅴ)，MMA和DMA。As(III)与As(Ⅴ)均可被水稻大量吸收，但As(III)比As(Ⅴ)更易被水稻根系吸收。

　　As(Ⅴ)和磷酸盐具有相似的物理化学性质，吸收动力学试验表明As(Ⅴ)通过磷酸盐吸收通道进入水稻根组织。As(Ⅲ)则不同，水稻根系吸收As(Ⅲ)的速度很快，不受磷酸盐影响，但受到甘油和亚锑酸盐抑制，据此推测，As(Ⅲ)可能通过水通道蛋白被水稻根系吸收。

　　最新研究证实了此推断：As(Ⅲ)进入水稻根细胞的主要门户是类似膜内嵌蛋白的水通道ondulin26 蛋白OsNIP2:1，又称作Lsi 1。 Lsi 1 同时也是硅（Si）的吸收通道，位于水稻根内凯氏带出现的质膜外侧，内皮层和外皮层均有。水稻根系有大量的Lsi 1，当外源Si 缺乏时，其表达会增强。另外，水稻根系内还有三种类似膜内嵌蛋白的水通道ondulin26 蛋白，分别是OsNIP1:1、OsNIP2:2 和OsNIP3:1，但是这三种蛋白表达量很少，所以它们可能不是As(Ⅲ)进入水稻根系的主要通道。

　　As(Ⅲ)通过Lsi 1 进入细胞凯氏带以后又是怎样进入木质部的呢？最近研究发现水稻根细胞中As(Ⅲ)是通过Si 卸载蛋白Lsi 2 向木质部方向排出。Ma 等[43]的试验表明，在长期的生长过程中，As(Ⅲ)通过Lsi 2 向木质部卸载是控制As 向水稻茎叶和谷粒转运的关键步骤。与其他作物相比，水稻能吸收大量Si，这也是为什么As（尤其是As(Ⅲ)）更易进入水稻根系的原因之一。

　　虽然水稻能吸收少量的有机As，其机理至今也没有研究清楚。但是，稻田中有机As比例和含量相对很低，尚不足以引起很大的环境风险。

　　4.2 影响水稻As 吸收的因素

　　4.2.1 营养元素磷(P)和Si 对水稻As 吸收的影响

　　P 和

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