R

文章介绍:

农业土壤重金属污染已成为一个全球性的环境问题。目前，缓解重金属对作物胁迫的方法主要是实施单一的阻控策略或防御策略。阻控策略减少了进入作物的重金属含量，但不能有效增强作物对重金属胁迫的防御机制。相反，防御策略增强了作物的抗氧化防御功能，但不能有效阻止重金属进入作物，甚至会增加作物对重金属的吸收。由于土壤-植物系统的复杂性，实施单一的阻控策略或防御策略来缓解重金属胁迫是不够的，迫切需要一种更有效的方法。本研究探索了一种结合阻控策略（根际，促生菌）和防御策略（叶际，外源信号分子）优点的新方法，探究其对作物重金属毒性及作物生长的影响。

图1   图文摘要

结果表明：根际促生菌和外源H₂S联合应用可显著提高作物生物量和抗氧化酶含量、降低Cd从地下部到地上部的易位因子水平，从而降低了作物的Cd胁迫。联合应用主要通过降低土壤有效态Cd含量和增强作物根系细胞壁的Cd固定位点来缓解Cd诱导的氧化应激和光合抑制。根际促生菌还促进了脱落酸（ABA）的产生，ABA和H₂S在协同降低作物Cd含量和提高生物量方面起主要作用。

图2   不同植物生理生化指标（A、B、C、D、E、I）和土壤生化性质（F、G、H）的关系

图3    不同处理组与土壤性质、植物内源信号分子、植物生理指标的级联关系

综上，本研究利用根际阻控和叶际防御方法，结合指标测定和模型验证证明了其联合应用对缓解作物重金属胁迫和促进作物生长具有协同作用，为提高重金属污染土壤中作物的食品安全提供了一种新的策略。

论文第一作者崔庆亮，通讯作者方临川研究员。该研究得到国家自然科学基金联合重点基金项目（U21A20237）和陕西省杰出青年基金项目（2020JC-31）的资助。