R

图文摘要

主要内容：土壤重金属污染已经成为一个全球性关注的环境问题，其对生物有机体产生了严重威胁。植物修复是一种生态友好的重金属污染土壤修复技术。紫花苜蓿是一种多年生豆科草本植物，因其生物量大、重金属抗性高、重金属的吸收能力强，已被广泛应用于修复重金属污染土壤。然而，目前对紫花苜蓿修复重金属污染土壤的综述仍相对较少。因此，本文依据现有研究资料，系统地阐述了其对重金属的吸收、重金属的毒性效应、相关解毒机制以及提高植物修复效率的辅助措施。紫花苜蓿展示了较强的重金属积累能力，尤其是根部组织。同时，本文讨论了紫花苜蓿积累重金属和高重金属抗性的内在机理，主要包括：(1)激活抗氧化酶系统；(2)区域化隔离；(3)产生谷胱甘肽、植物螯合肽和脯氨酸；(4)基因表达调控。实际上，过量的重金属仍可以攻克植物的防御系统，导致氧化性损伤，进而对植物生长和生理过程产生抑制效应，并削弱了植物对重金属的吸收能力。因而，几种强化紫花苜蓿修复重金属污染土壤的策略已经被提出，其包括：(1)选择耐重金属品种；(2)喷施植物生长调节剂；(3)添加螯合剂；(4)施用化肥；(5)施加生物炭材料；(6)微生物接种。最后，我们对紫花苜蓿修复重金属污染土壤进行了展望，并指出选择抗重金属品种并接种土壤微生物可能是一种高效的土壤重金属修复策略。由于紫花苜蓿是一个多年生植物，故在开展研究工作时，可以将生命周期评估引入之中，同时，将“碳中和”战略引入植物修复研究，其对紫花苜蓿修复重金属污染土壤的实际应用有着一定的积极意义。

图1 提高紫花苜蓿潜在有毒元素(PTE)污染土壤修复效率的可能策略

图2 紫花苜蓿与土壤微生物接种修复潜在有毒元素污染土壤的机制

本文发表在环境领域国际期刊Chemosphere，影响因子7.086。第一作者陈立，通讯作者方临川研究员，该研究得到国家自然科学基金（41977031）和陕西省杰出青年科学基金（2020JC-31）资助。