植物-微生物聯合修復鎘污染土壤研究進展

如何有效的治理鎘污染土壤，修復生態環境，是人類高度關注的環境問題之一。植物-微生物聯合修復充分發揮了植物修復和微生物修復各自優勢、彌補不足，提高了土壤重金屬污染的修復效率，在治理重金屬污染土壤方面具有廣闊的應用前景。但目前用于聯合修復的植物存在適應性差、生物量小，微生物也存在適應性差、宿主專一性、無法大規模純培養等問題。狗牙根（Cynodon dactylon），禾本科狗牙根屬多年生草本植物，廣泛用作草坪草和牧草，其發達的地下莖和根系，能夠形成致密的地表覆蓋，有效減少因雨水沖刷造成的污染物的流失和擴散。此外，狗牙根作為草坪植物，不進入食物鏈，用其修復污染土壤不會通過食物鏈來危害人類健康。因此，利用狗牙根修復鎘污染土壤，可以兼具修復治理和美化環境的雙重功效。

中國科學院武漢植物園草坪草與牧草分子育種學科組科研人員通過對湖南株洲清水塘工業區鎘污染土壤微生物多樣性進行研究，發現長期鎘污染顯著降低了土壤細菌和真菌的群落多樣性及生物量，但微生物群落結構影響并不大。長期鎘污染還會導致Pseudonocardiaceae、AD3、Latescibacteria 等特定微生物群落的出現。進一步對鎘污染土壤中耐鎘微生物進行篩選，獲得一株可以耐300mg/L鎘濃度的真菌ZZ-2。通過外源添加試驗發現，ZZ-2可顯著提高狗牙根耐鎘能力，但同時也能增強狗牙根對鎘的向上轉運能力。表明ZZ-2在鎘污染土壤修復中應用潛力巨大。16s rRNA序列分析結果表明，ZZ-2為微紫青霉（Penicillium janthinellum），ZZ-2可通過分泌激素（IAA）和菌絲吸附鎘降低其對狗牙根的毒害。研究結果為植物-微生物聯合修復鎘污染土壤提供材料和理論依據。

相關成果以“Identification of Cd-resistant microorganisms from heavy metal-contaminated soil and its potential in promoting the growth and Cd accumulation of bermudagrass”為題發表在國際學術期刊Environmental Research 上。中國科學院武漢植物園草坪草與牧草分子育種學科組謝燕博士和聯培碩士生卜和申為論文共同第一作者，陳良研究員和湖南農業大學胡龍興教授為論文通訊作者。該論文得到了國家自然科學基金和中國科學院青年創新促進會的資助。

原標題:「技術前沿」植物-微生物聯合修復鎘污染土壤研究進展｜Environmental Research