黎华寿教授团队在超富集植物与农作物间作修复镉污染土壤研究上取得新进展

审核发布:宣传部 蒙丽 来源单位及审核人:资源环境学院 周艳华 发布时间:2020-11-02浏览次数:10

  近日,我校资源环境学院、农业部华南热带农业环境重点实验室和广东省生态循环农业重点实验室黎华寿教授团队在国际著名学术期刊《Journal of Hazardous Materials》 (IF 2019=9.038,中科院环境科学与生态学一区) 以Article形式在线发表题为“Upland rice intercropping with Solanum nigrum inoculated with arbuscular mycorrhizal fungi reduces grain Cd while promoting phytoremediation of Cd-contaminated soil”的研究论文(论文在线地址:https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.124325 )。


  重金属镉是影响我国农用地土壤环境质量的首要污染物。据研究,我国人口镉摄入量正逐年增加,而稻米食用是我国人口镉摄入的主要途径,比重占56%。因此,降低水稻镉吸收和稻米含镉量是保证大米安全生产的关键。目前,我校吴启堂教授率先提出的超镉积累植物与作物间作的植物修复技术模式广受业界关注。该模式既可以提高土壤修复效率,又可以保障农业的正常生产,是实现“边生产边修复”的有效措施。但丛枝菌根能否强化以及如何强化超富集植物与作物间作体系的重金属修复效率?这方面的研究仍不清楚。

  该团队从丛枝菌根对镉超积累植物龙葵(Solanum nigrum L.)与农作物旱稻间作体系镉吸收、转运、累积的影响及相关作用机制入手。该研究发现了菌根-龙葵-旱稻复合体系提高了超镉富集植物龙葵生物量与镉累积量,并显著降低旱稻各部位的镉含量,而糙米镉达到国际食品安全标准,证明了该复合体系具有“边生产边修复”镉污染土壤的潜力。同时,该研究进一步用根盒原位试验探讨了菌根-龙葵-旱稻复合体系中根系互作过程、根系空间分布与土壤有效态镉的空间分布的相互关系。明确了菌根可以通过调节龙葵/旱稻体系的根际响应以影响两者的镉吸收,同时证实了龙葵与旱稻不同的根际响应过程。除此之外,该研究还报道了间作和菌根共生对旱稻关键镉吸收、转运基因Nramp5,HMA3和HMA2表达的影响,并首次发现旱稻根系Mn元素对镉吸收关键基因Nramp5的负反馈调节作用。该研究为超富集植物与农作物间作的植物组合筛选与相关调控机制提供了重要的参考。

龙葵/旱稻联合菌根对间作体系镉吸收的影响与可能的机制

  资源环境学院2017级博士研究生杨旭为论文第一作者,黎华寿教授为通讯作者。该研究得到了国家重点研发项目(2020YFC1807805,2017YFD0800900)和广东省科学技术计划项目(2019A1515011823,2019B030301007)的资助。

  据悉,该论文是2020年我校资源环境学院黎华寿教授课题组在Journal of Hazardous Materials上发表“How intercropping and mixed systems reduce cadmium concentration in rice grains and improve grain yields(https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.123762)”论文,以及在Journal of Cleaner Production (IF 2019=7.246,中科院环境科学与生态学一区)上发表“Purifying effect of biochar-zeolite constructed wetlands on arsenic-containing biogas slurry in large-scale pig farms(https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.123579)”论文后的又一有关利用植物间作复合体系修复污染环境的高水平论文。(文图/  资源环境学院 杨旭 曾子焉)

 


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