植物-微生物联合修复镉污染土壤研究进展

来源：生态修复网更新时间：2021-08-09

如何有效的治理镉污染土壤，修复生态环境，是人类高度关注的环境问题之一。植物-微生物联合修复充分发挥了植物修复和微生物修复各自优势、弥补不足，提高了土壤重金属污染的修复效率，在治理重金属污染土壤方面具有广阔的应用前景。但目前用于联合修复的植物存在适应性差、生物量小，微生物也存在适应性差、宿主专一性、无法大规模纯培养等问题。狗牙根（Cynodon dactylon），禾本科狗牙根属多年生草本植物，广泛用作草坪草和牧草，其发达的地下茎和根系，能够形成致密的地表覆盖，有效减少因雨水冲刷造成的污染物的流失和扩散。此外，狗牙根作为草坪植物，不进入食物链，用其修复污染土壤不会通过食物链来危害人类健康。因此，利用狗牙根修复镉污染土壤，可以兼具修复治理和美化环境的双重功效。

中国科学院武汉植物园草坪草与牧草分子育种学科组科研人员通过对湖南株洲清水塘工业区镉污染土壤微生物多样性进行研究，发现长期镉污染显著降低了土壤细菌和真菌的群落多样性及生物量，但微生物群落结构影响并不大。长期镉污染还会导致Pseudonocardiaceae、AD3、Latescibacteria 等特定微生物群落的出现。进一步对镉污染土壤中耐镉微生物进行筛选，获得一株可以耐300mg/L镉浓度的真菌ZZ-2。通过外源添加试验发现，ZZ-2可显著提高狗牙根耐镉能力，但同时也能增强狗牙根对镉的向上转运能力。表明ZZ-2在镉污染土壤修复中应用潜力巨大。16s rRNA序列分析结果表明，ZZ-2为微紫青霉（Penicillium janthinellum），ZZ-2可通过分泌激素（IAA）和菌丝吸附镉降低其对狗牙根的毒害。研究结果为植物-微生物联合修复镉污染土壤提供材料和理论依据。

相关成果以“Identification of Cd-resistant microorganisms from heavy metal-contaminated soil and its potential in promoting the growth and Cd accumulation of bermudagrass”为题发表在国际学术期刊Environmental Research 上。中国科学院武汉植物园草坪草与牧草分子育种学科组谢燕博士和联培硕士生卜和申为论文共同第一作者，陈良研究员和湖南农业大学胡龙兴教授为论文通讯作者。该论文得到了国家自然科学基金和中国科学院青年创新促进会的资助。