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    科研進展

    昆明植物所在植物—根際微生物—重金屬互作方面取得新進展

    文章來源:資源植物與生物技術重點實驗室  |  發布時間:2023-11-30  |  作者:李雄,許建初  |  瀏覽次數:  |  【打印】 【關閉

     

      重金屬是土壤中主要的一類污染物,也是植物面臨的最主要的非生物脅迫之一。在長期的適應和進化過程中,一些植物對重金屬產生了很強的耐受和富集能力。篩選重金屬富集型植物并解析相關機制對于農業上應對土壤重金屬污染具有重要意義。

      商陸屬(Phytolacca L.)植物以高大草本為主,其中商陸(P. acinosa)、垂序商陸(P. americana)等物種對重金屬錳(Mn)、鎘(Cd)和多種稀土元素都具有很強的富集能力,在土壤污染修復中具有重要應用潛力,但目前對于商陸屬植物響應土壤重金屬的根際機理研究還很少。 

      中國科學院昆明植物研究所資源室許建初研究團隊以垂序商陸作為對照,研究了二十蕊商陸(P. icosandra)和多雄蕊商陸(P. polyandra)對Cd的富集特征及其根際響應機理。結果發現二十蕊商陸和多雄蕊商陸比垂序商陸表現出更強的Cd富集能力。相對于未種植植物的土壤,3種商陸屬植物根際土壤的pH、有效Cd和細菌群落都發生改變。其中高豐度的乳酸桿菌屬(Lactobacillus)細菌特異性地富集在3種商陸屬植物根際土壤中。根據土壤pH、有效Cd和根際微生物之間的相關性分析結果,研究人員推斷商陸屬植物根際招募的乳酸桿菌可能通過分泌有機酸、短鏈脂肪酸等酸性物質降低土壤pH,從而提高根際土壤中Cd的生物有效性,進而促進植物對Cd的富集。研究人員進一步通過外源接種在種水平鑒定到的鼠乳桿菌(L. murinus)、加氏乳桿菌(L. gasseri)和羅伊氏乳桿菌(L. reuteri)菌株對該推斷進行了驗證。 

      該研究為理解植物根際微生物重金屬之間的互作提供了新的見解,也為土壤Cd污染的植物修復提供了新的生物資源。研究結果以Rhizospheric Lactobacillus spp. contribute to the high Cd-accumulating characteristics of Phytolacca spp. in acidic Cd-contaminated soil為題發表在國際期刊Environmental Research上。中國科學院昆明植物研究所李雄博士為論文的第一兼通訊作者,許建初研究員、科研助理李伯群和已畢業博士生劉園園對該研究做出了貢獻。研究得到了中國科學院青年創新促進會(2020387)和云南省野外科學觀測研究站(202205AM070007)的支持。 

      文章鏈接

     

    1 論文的Graphical abstract 

     

    2 外源接種乳酸桿菌菌株對二十蕊商陸根際土壤pH和有效Cd濃度的影響 

    (責任編輯:李雪)

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