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锌的营养功能介绍

2022.9.19

(一)某些酶的组分或活化剂

现已发现锌是许多酶的组分。例如乙醇脱氢酶、铜锌超氧化物歧化酶、碳酸酐酶和RNA聚合酶都含有结合态锌。乙醇脱氢酶在高等植物体内是一种十分重要的酶。在有氧条件下,高等植物体内乙醇主要产生于分生组织(如根尖),缺锌时植物体内的乙醇脱氢酶活性降低。关于铜锌超氧化物歧化酶在本章第四节铜的营养生理作用中已有介绍。锌也是许多酶的活化剂,在生长素形成中,锌与色氨酸酶的活性有密切关系。在糖酵解过程中,锌是磷酸甘油醛脱氢酶、乙醇脱氢酶和乳酸脱氢酶的活化剂,这都表明锌参与呼吸作用及多种物质代谢过程。缺锌还会引起植物体内硝酸还原酶和蛋白酶活性降低。总之,锌通过酶的作用对植物碳氮代谢产生相当广泛的影响。

(二)参与生长素的代谢

锌在植物物体内的主要功能之一是参与生长素的代谢。试验证明,锌能促进吲哚和丝氨酸合成色氨酸,而色氨酸是生长素的前身,因此锌间接影响生长素的形成。其简单反应如下:

缺锌时,作物体内吲哚乙酸(IAA)合成锐减,尤其是芽和茎中的含量明显下降,作物生长发育即出现停滞状态,其典型表现是叶片变小,节间缩短等症状,通常称为“小叶病”或“簇叶病”。有试验证明(Tsui,1948),缺锌时番茄植株内色氨酸含量少,茎的伸长速率降低。有人进而发现在缺锌的营养液中培养玉米,加锌或加色氨酸均能消除缺锌症状。因此许多资料都提出,色氨酸合成时需要锌。但是,也有相反的报道,认为不是色氨酸合成需要锌,而是色氨酸合成吲哚乙酸时需要锌。

缺锌导致IAA含量下降的原因至今仍无一致的解释。很可能是由于缺锌抑制了色氨酸的转化,阻碍IAA向基部运输以及促进了IAA的分解。最近还有人提出缺锌导致氧自由基对IAA的分解作用。

(三)参与光合作用中CO2的水合作用

碳酸酐酶(CA)可催化植物光合作用过程中CO2的水合作用。其反应如下:

缺锌时,植物的光合作用效率大大降低,这不仅与叶绿素含量减少有关,而且也与CO2的水合反应受阻有关。锌是碳酸酐酶专性活化离子,它在碳酸酐酶中能与酶蛋白牢固结合。试验表明,作物体内含锌量与碳酸酐酶活性呈正相关。这种酶存在于叶绿体的外膜上,能催化CO2和H2O合成H2CO3,或使H2CO3脱水形成CO2。光呼吸过程中作物可释放出H2CO3,而碳酸酐酶可捕捉H2CO3,释放CO2,为光合作用提供底物。

锌是醛缩酶的激活剂。醛缩酶是光合作用碳代谢过程中的关键酶之一。它能催化二羟丙酮和甘油醛-3-磷酸转化为1,6-二磷酸果糖的反应,在叶绿体中使之进入淀粉合成的途径,而在细胞质中使之向糖酵解支路——蔗糖合成途径转移。

(四)促进蛋白质代谢

锌与蛋白质代谢有密切关系,缺锌时蛋白质合成受阻。因为锌是蛋白质合成过程中多种酶的组成成分。如蛋白质合成所必需的RNA聚合酶中就含有锌。缺锌会影响大豆蛋白态氮的含量,同时也反应在鲜重上。植物缺锌的一个明显特征是植物体内RNA聚合酶的活性提高。由此可见,缺锌植物体内蛋白质含量降低是由于RNA降解加快所引起的。

(五)促进生殖器官发育和提高抗逆性

锌对植物生殖器官发育和受精作用都有影响。锌和铜一样,是种子中含量比较局的微量元素,而且主要集中在胚中。在缺锌介质中培养的豌豆不能产生种子。存澳大利亚进行的试验表明,给三叶草增施锌肥,其营养体产量可增加1倍,而种子和花的产量可增加近100倍。这足以证明了锌对繁殖器官形成和发育所起的重要.

锌可增强植物对不良环境的抵抗力。它既能提高植物的抗旱性,又能提高植物的抗热性。缺锌时,植物的蒸腾效率降低。锌能增强高温下叶片蛋白质构象的柔性。锌在供水不足和高温条件下,能增强光合作用强度,提高光合作用效率。此外,锌还能提高植物抗低温或霜冻的能力,因而有助于冬小麦抵御霜冻侵害,安全越冬。


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