中国科学院沈阳应用生态研究所污染生态与环境生态工程研究中心的刘睿团队通过在生长室中进行盆栽试验,研究了修复植物火凤凰(一种羊茅)对多环芳烃-镉(PAH-Cd)复合污染土壤的修复效果和根际调控机制。研究测定了植物生物量、PAH和Cd的去除率、土壤酶活性和土壤细菌群落。种植150天后,低PAH复合污染土壤(104.79~144.87 mg·kg-1)中4种PAHs和Cd的去除率分别为64.57%和40.93%,高PAH复合污染土壤(169.17~197.44 mg·kg-1)中4种PAHs和Cd的去除率分别为68.29%和25.40%。种植了火凤凰的土壤中多酚氧化酶(PPO)活性降低,而脱氢酶(DHO)活性变化与低PAH土壤中PAHs和Cd的去除率具有显著的正相关关系 [r=0.862(P< 0.006)和0.913(P< 0.002)]。同时,使用16S rRNA的高通量454 Gs-FLX焦磷酸测序技术检测到细菌群落的连续变化,这些变化在PAH浓度低的复合污染土壤中尤为明显。火凤凰可以促进分枝杆菌Mycobacterium、Dokdonella、Gordonia和Kaistobacter的生长,它们在PAHs降解或Cd耗散中起重要作用。结果表明,火凤凰能有效地激发土壤酶和细菌群落,增强PAH-Cd复合污染土壤的植物修复潜力。
该成果以“Fire Phoenix facilitates phytoremediation of PAH-Cd co-contaminated soil through promotion of beneficial rhizosphere bacterial communities”为题发表于期刊Environment International。在读博士研究生代元元为第一作者,刘睿研究员为通讯作者。该研究获得了国家自然科学基金的支持。
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图1.本研究技术路线示意图

图2.污染土壤群落细菌DNA序列的属级分类