总访问量：
郭瑞（报告人）， 徐娟（解读人）,April 18, 2022
重金属污染土壤的修复技术
---伴矿景天修复镉污染土壤研究
重金属在土壤环境中的累积，会对土壤植物，环境和人类健康构成威胁。土壤重金属污染的修复至关重要，重金属污染治理有化学、物理和生物三种治理方法（图 1）。其中生物修复由于其低成本和适用性高的特点应用最为广泛。伴矿景天在治理重金属镉（Cd）污染中有较大潜力，本次郭瑞同学的报告重点集中在：1）伴矿景天对镉污染土壤的多期次修复过程中，伴矿景天提取重金属Cd的动态变化；2）微生物紫金牛叶杆菌RC6b辅助伴矿景天修复重金属污染土壤。
图 1. 土壤污染治理的几种方法（Sana Khalid et al., 2016）
伴矿景天的镉吸收转运机制及解毒原理：镉由非选择性阳离子通道主动吸收进入伴矿景天根部，并通过共质体途径运至植株其他部位。由于伴矿景天茎、叶中的细胞壁富含羧基，能有效络合镉，因此可缓解镉对植物组织的毒害。同时，伴矿景天可通过根系分泌小分子有机酸导致根际土壤酸化，进一步增加了根际土壤中镉的生物有效性。伴矿景天内部具有两类基因可作用于解毒，分别为调控巯基蛋白和转运蛋白的表达基因。调控含巯基蛋白表达的基因为SpMT 和 Sep⁃PCS 3 ，其中SpMT主要促进巯基与游离态镉结合，有利于镉的运输，实现镉在伴矿景天中由地下部分向地上部分的长距离运输，增强上部植株对镉的富集(图 2）。而Sep⁃PCS 3基因可催化谷胱甘肽合成植物螯合肽，加之其分子亦富含巯基，因此能将细胞质中的镉以PCs-镉螯合物形式转运进液泡中隔离解毒。调控转运基因表达的为SpHMA1、2、3，其中SpHMA1表达叶绿体膜上的镉转运蛋白，能够将镉从叶绿体内输出，保护叶绿体免受镉毒害（图 3③）。SpHMA2和SpHMA3则表达液泡膜上的镉转运蛋白，能够将 Cd2+从细胞质运输到液泡内隔离解毒（图 3④）。因此，基于伴矿景天富集Cd的特性，其在治理土壤Cd污染方面具有较好的潜力。
