近日，学院2021级生态学拔尖班本科生李佳琪以第一作者在国际学术期刊《Plants》（JCR 1区，中科院2区）发表题为“Investigating the Mechanism of Cadmium-Tolerant Bacterium Cellulosimicrobium and Ryegrass Combined Remediation of Cadmium-Contaminated Soil”研究论文。该研究在学院陆地生态环境团队植物-微生物联合修复课题组完成。
重金属污染已成为国内外日益严重的环境问题。黑麦草作为优良的耐性强的草本植物，具有生长速度快、产量高、生长季节长且适应性广等特点，研究表明黑麦草可以有效积累Cd等重金属，常被应用于重金属污染土壤的修复。但单纯的植物修复范围有限，过度吸收重金属会对植物产生大量负面影响，甚至导致植物死亡，接种微生物则可以促进植物生长，提高生物修复效率。基于此，该研究针对我国农用地和建设用地的 Cd 污染情况，选择黑麦草和 Cd 耐性菌作为镉污染土壤修复材料，利用人工模拟 Cd 污染土壤，室内盆栽黑麦草和接种 Cd 耐性菌 (图1)，研究黑麦草的生理生化特性的变化 (包括生物量、叶绿素含量、抗氧化酶等)，土壤微生物活性的变化以及黑麦草的镉富集情况。
图1 黑麦草-微生物联合修复镉污染土壤盆栽试验
研究结果表明，接种Cd耐性菌显著提升了黑麦草地下部富集的Cd总量，也提升了地上部富集量；Cd富集量同黑麦草的生物量呈显著正相关；叶绿素的含量同地上部和地下部生物量显著正相关；SOD活性与镉富集量呈现极显著负相关；ASA同Cd富集量呈正相关，GSH则与之相反；土壤基础呼吸和土壤脱氢酶活性均和Cd富集量呈显著负相关 (图2)。接种Cd耐性菌缓解了Cd污染对黑麦草的胁迫，改变了土壤微生物活性和土壤Cd形态，增加了黑麦草地上部和地下部对Cd的富集。因此，接种Cd耐性菌可以提高黑麦草修复Cd污染土壤的能力。
图2 黑麦草镉积累量、生理响应及土壤酶活性相关性分析
李佳琪，必威2021级生态学拔尖班本科生。该生大一进入了本科生导师周际海教授实验室，其牵头的科研小组积极参加学科竞赛，获得第六届安徽省大学生生命科学竞赛二等奖，第八届全国大学生生命科学竞赛全国三等奖，主持国家级大学生创新创业训练计划1项。
全文链接 https://doi.org/10.3390/plants13121657
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