4.2 室內空氣汙染物對植物生理生化的绿色影響
室內有機汙染物可能會引起葉綠體破壞，影響葉綠素的植物作用合成，從而影響植物的对室光合作用。20 ppm（或12 μmol）甲苯處理，内空對所試植物Fv/Fm沒有顯著性影響，气污而相同濃度的净化乙苯嚴重抑製了長壽花、富貴竹和朱蕉(Cordyline fruticosa)等的绿色Fv/Fm值，且它們清除乙苯的植物作用能力也較低。二甲苯濃度增大會導致金錢樹 Fv/Fm 比值下降，对室說明二甲苯破壞了金錢樹的内空PSII係統；光學顯微鏡和透射電子顯微鏡可觀察到低濃度二甲苯可導致植物葉綠體受到輕微損害，而高濃度二甲苯則導致葉綠體發生膨脹和損害，气污並出現泡狀降解。净化苯會影響楓樹和玉米葉片葉綠體的绿色超微結構。葉綠體的植物作用損害會減弱植物對有機物的降解，因而植物光合作用器官在植物對有機汙染物的对室代謝清除中起著不可低估的作用。
MDA 是膜脂過氧化最重要的產物之一。的研究發現，甲醛濃度為288 mg/m3時，黃常山葉片中的 MDA 含量升高了 178%，短梗大參葉片 MDA含量升高 19%，而袖珍椰子葉片 MDA 含量反而比對照降低了24%。證實吊蘭對甲醛的吸收能力最強，但其體內MDA含量的增加也最多，增加多達對照的185%；而廣東萬年青吸收甲醛的能力最弱，MDA上升量卻僅為吊蘭的一半。有意思的是，實驗證實，甲醛脅迫下擬南芥幼苗 H2O2含量顯著增加，蛋白碳酰化增加，DNA-蛋白交聯增加，而MDA含量卻下降，作者推測甲醛對植物的傷害並非膜脂過氧化而是蛋白過氧化。
植物受到室內空氣汙染物影響後會合成可溶性蛋白、脯氨酸、可溶性糖、花青素等小分子物質，以抵禦環境脅迫，也會激活抗氧化係統以清除活性氧。而當汙染物濃度過大或持續時間過長，植物生長受到嚴重傷害，蛋白等合成受阻，含量下降，植物也趨於枯萎死亡。測定生理生化指標，可衡量綠色植物受室內空氣汙染物脅迫的程度，亦可判斷植物對室內空氣汙染脅迫的敏感性。
5 植物響應空氣汙染物脅迫的轉錄組學研究
利用Affymetrix擬南芥全基因表達譜芯片分析了甲醛脅迫下擬南芥的基因表達情況，證實甲醛脅迫下擬南芥約2450個基因表達發生了變化，666個上調，1783 個下調，這些基因中功能明確的有 445個。其中下調的基因中25%與脅迫和死亡相關，22%與轉錄和信號轉導相關，21%參與次生代謝，15%為轉運相關的轉錄本，僅有3%和2%關乎蛋白代謝和能量轉換。具體來說，上調基因中，32%參與轉錄和信號轉導，17%作用於碳水化合物、酯類和氨基酸代謝及次生代謝，15%參與蛋白質代謝，13%與逆境和細胞死亡相關，另有3%是光合作用過程相關基因與葉綠體結構基因（捕光色素蛋白Lhcb基因家族，Rubsico羧化/加氧酶基因 RBSC1A，PSI 和 PSII 外在蛋白 Psao、Psbp 等）。下調基因中有21個細胞表麵受體編碼基因，17個過氧化物酶編碼基因，10 個細胞色素 P450 編碼基因，8 個葡糖基轉移酶編碼基因，6個穀胱甘肽轉移酶基因，而C1代謝相關基因隻有 1 個下調。上調基因中 7 個為MYB轉錄因子，13個為蛋白折疊與修飾基因（主要為熱休克蛋白Hsp家族）。RT-PCR和13C-NMR結果驗證了上述變化。過表達擬南芥熱休克蛋白因子AtHsfA1d或過氧化氫酶CAT增強了煙草對甲醛的耐受。但是甲醛脅迫沒有誘導C1代謝相關酶上調。由此推測甲醛在植物體內的代謝可能還另有途徑，或經由信號轉導途徑引起植物的抗逆響應，因而室內空氣汙染物引起的植物信號轉導應答途徑研究將有可能真正揭示汙染物在植物體內的去向。
6 展望
目前室內空氣汙染問題已引起了社會人們的高度關注，有關其對人體健康危害的報道也越來越多。甲醛、苯係物等作為室內空氣的首要汙染物，如何消除已成為目前降低室內空氣汙染的首要問題。植物淨化技
術在眾多清除技術中有著成本低廉、簡單環保的優點，是國內外研究的熱點技術。目前關於植物對空氣汙染物的淨化效果與機製研究已獲得了一些重要突破，但仍有許多問題亟待解決。
6.1 植物品種相對集中
雖然綠色植物種類繁多，而被應用於室內空氣淨化研究的仍為少數，主要集中在吊蘭、虎尾蘭、常春藤
等常規室內觀賞植物上，還需積極篩選高效的植物以清除室內空氣汙染物。例如，筆者研究了新型觀賞植
物 美 國 薄 荷 (Monarda didyma)、泡 葉 冷 水 花 (Pileanummulariifollia)等對甲醛的吸收與轉化，證實美國薄荷對甲醛的抗性較弱，而泡葉冷水花具有較強的甲醛吸收能力和耐受能力。目前很受消費者歡迎的多肉類植物是否有助於淨化空氣也值得研究。
6.2 複合汙染與聯合修複的研究有待深入
目前國內外關於植物對甲醛和苯等室內空氣汙染物的淨化研究，往往集中在單一的汙染物和濃度值，複合汙染條件下的研究較少。植物組合淨化的研究也較少，主要關注了單一植物的作用效果。既然室內觀賞植物對室內汙染物具有選擇吸收特性，多種植物組合的相互影響與作用效果也值得研究。此外，植物與光
催化作用、吸附修複等的聯合修複技術也有待開發。
6.3 實驗裝置的完善與持續性研究有待加強
以往研究往往以自製的密閉容器為主，一來空間較小，未能完全模擬室內環境；二來由於植物的蒸騰作用與光合作用，容易導致濕度增加和CO2濃度降低，這會影響氣孔導度進而影響氣體吸收，甚至影響植物的
光合作用與生長。因此實驗裝置還可充分考慮改裝，使之更為合理。另一方麵，在密閉裝置內，考察植物淨化空氣汙染物的連續時間一般都不超過72 h；而實際上，家具、油漆等釋放甲醛、苯係物的過程是緩慢而持續的，可長達3~15年。研究表明具有清除甲醛等能力的植物在小空間內清除甲醛效率很高，而在實際的居住環境中發揮作用需要至少3周的時間，這說明植物修複具有長期性。因此有必要持續觀察低濃度與複合汙染下植物的淨化作用。另外，植物對甲醛的吸收能力與其對甲醛的耐受能力無正相關關係，且脅迫濃度過高時，植物可能會將所吸收的甲醛重新釋放到空氣中去，造成二次汙染。所以尋找吸收效率高且耐受性也高的植物是下一步探究的熱點。
6.4 植物吸收與轉化機理的分子生物學研究還有待深入
目前研究主要集中在植物的吸收能力上，對於吸收機理研究還不夠，這些汙染物在植物體內的代謝還隻是初步研究，代謝通路仍有待商榷，需進一步核實。關於抗甲醛相關基因研究處於起步階段，最初是國外學者涉及該領域的研究，近年來陳麗梅課題組在這方麵做了大量工作，研究了甲醛脅迫下擬南芥的生理生化變化與轉錄組變化，篩選到一些抗性基因，並證實過表達cat、faldh、AtHsfA1d等基因可提高煙草對甲醛的抗性。植物響應苯係物等汙染的分子生物學研究還未見報道。轉錄組學實驗結果證實轉錄與信號轉導相關基因大量變化，因而室內空氣汙染物引起的植物信號轉導應答途徑研究將有助於揭示汙染物在植物體內的去向。因此，亟需利用現代基因組學、蛋白組學和代謝組學的方法進一步研究植物對甲醛、苯係物等汙染的響應，理順代謝通路，以揭示其轉化機理。從而可在現有植物種類海選的基礎上，有針對性地尋找高效或新型植物；或借助轉基因技術優化現有植物材料，以淨化和美化室內環境。
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