近日，我院农业环境保护团队黄颖副教授、彭建伟教授等在环境领域顶刊《Environmental Science & Technology》(IF=11.3) 发表题为"Foliar Uptake and Translocation of Heavy Metals from Atmospheric Particulate Matter: A Critical Review"的综述论文，系统揭示了大气颗粒物中重金属在植物叶面的滞留、吸收与转运机制，提出将农作物安全生产从传统的"土壤-根系-可食部位"视角转向"大气-叶片-可食部位"新模式。

工业化、城市化和农业活动导致大气重金属排放激增，并通过干湿沉降进入农田生态系统。近年越来越多的研究开始关注叶面吸收大气沉降颗粒物对作物可食部分重金属积累的影响，但叶面吸收转运机制尚缺乏系统研究。该综述系统总结了大气颗粒物及纳米颗粒物中重金属在叶片表面的滞留规律，重点阐述了气孔、角质层、毛状体等主要叶面吸收途径及其后的韧皮部转运机制，并对比了叶面吸收与根系吸收的差异。

研究发现，叶片表面结构决定重金属的初始归趋：气孔（孔径>10 μm）允许微米/纳米颗粒及离子态重金属经被动扩散进入；<100 nm纳米颗粒可通过穿透角质层进入植物体内；毛状体（腺毛与非腺毛）可有效拦截颗粒物，也可直接吸收重金属。在细胞及亚细胞层面，重金属进入韧皮部存在两条路径：共质体途径（内吞作用摄入≤1 μm颗粒、蛋白载体/离子通道转运<1 nm离子、膜破坏介导）与质外体途径（适合~200 nm颗粒）；进入韧皮部筛管后，重金属与烟酰胺、植物螯合肽等配体螯合，实现向可食部位的长距离转运。

该综述揭示叶面吸收是作物Cd、Pb等重金属积累的主导途径，对可食部位污染贡献不容忽视。然而，当前对叶面转运机制认知匮乏，仅发现OsLCT1、OsMTP11等少数转运蛋白同步参与叶面吸收调控，大量根系吸收基因（ZIP、NRAMP、HMA等）在叶片中的同源功能尚待验证。未来研究亟需聚焦以下方向：揭示气孔、角质层、毛状体等不同吸收途径对叶面吸收过程的具体贡献差异；阐明叶面吸收过程中是否存在主动吸收及转运机制；挖掘并功能验证叶片特异的重金属转运基因，为低积累品种选育提供借鉴；探索在不牺牲光合效率的前提下削减叶面吸收的策略。该研究标志着农作物重金属污染防控从传统根系吸收防控向叶面吸收防控范式的转变，为保证农产品安全生产提供了新思路。

研究工作得到国家自然科学基金、湖南省芙蓉计划青年人才、长沙市杰出青年科技人才以及湖南农业大学交叉学科研究等项目的资助。

 （初审：杨勇，复审：谢桂先，终审：张振华）