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镉是一种生物非必需的重金属元素，它极强的毒性，位列联合国环境规划署提出12种具有全球性意义的危险化学物质首位.我国的农田镉污染问题已引起政府部门的高度重视，如何修复镉污染土壤成为农业生态研究的重要课题之一.应用超富集植物修复重金属污染具有治理过程原位性、效果永久性和成本低廉性及保持农业土壤生产的连续性等特点，具有广阔的应用前景，因而受到人们的高度关注.目前，人们己发现大约500种重金属超富集植物，有些已在实际应用中取得初步成效，其中天蓝遏蓝菜(Thalspi caerulescens)、遏蓝菜(T.goesingense)、宝山堇菜(Viola baoshanensis)、商陆(Phytolacca acinosa)和紫苏(Perilla frutescens)等具有镉超富集能力.了解超积累植物的重金属富集机理有助于调控其重金属吸收能力，为应用实践提供指导.当前，有关植物重金属富集作用机理的研究主要集中在植物对重金属的吸收转运和耐性解毒两个方面.植物通常通过根系分泌物活化重金属，再通过专一或通用的离子载体进入根细胞，再经茎转运至叶细胞.一方面，有机物的螯合作用在超富集植物吸收转运及耐受重金属胁迫中起重要作用.超富集植物根系、体内螯合重金属的有机物包括草酸、苹果酸、柠檬酸、组氨酸和谷胱甘肽等小分子物质以及重金属结合蛋白等大分子物质，这些重金属结合蛋白根据合成和性质的差异可分为金属硫蛋白、植物螯合肽等.这些小分子物质及植物螯合肽等能够与重金属离子结合，促进植物对重金属的吸收或者将重金属转化为无毒物质，减轻植物遭受伤害.另一方面，植物通过增强对活性氧的代谢，调节植物免受重金属毒害.在重金属胁迫下，一些酶类和非酶类抗氧化物质起到重要调节作用.超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶通过清除活性氧自由基、阻止高毒性自由基与重金属结合，缓解重金属引起的伤害；具有还原性的谷胱甘肽、抗坏血酸、类胡萝卜素、半胱氨酸和非琉基蛋白非酶类抗氧化物质对解除氧化胁迫起到重要作用.筛选出适用于农田重金属镉污染修复的超富集植物，研究植物体内与镉超富集作用相关的化学物质及其代谢网络与调控机制，将有助于提高植物的镉吸收能力，为农业应用提供技术指导.