丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi, AMF)作为陆地生态系统中重要的土壤微生物,能与地球上约80%的陆生植物形成共生体,具有增加植株耐受性,促进宿主植株生长,缓解土壤镉(Cd)危害,影响Cd生物有效性与迁移性的功能。
学院农田无公害生产省创新团队研究了AMF在改变污染土壤中Cd迁移方面的生态功能,重点探讨了AMF对砂培玉米根系形态、分泌物含量与Cd累积、砂柱Cd淋失的影响。结果表明,接种AMF改变玉米根系形态与分泌物含量,导致根长、根体积、根表面积、根尖数和分枝数、增加,根系可溶性糖、可溶性蛋白和游离氨基酸分泌量增加;玉米根系Cd吸收量增加,茎叶Cd吸收量减少,植株总Cd吸收量增加22.0%-31.0%。此外,接种AMF显著增加球囊霉素蛋白(GRSP)含量,使得砂粒Cd吸附量增加,砂柱20 cm深处溶液Cd浓度减小,导致砂柱Cd淋失量减少67.5%-97.2%。本研究指出AMF通过增加GRSP与根系分泌物含量,改善玉米根系形态,增加砂粒Cd吸附与植株Cd吸收,从而降低砂柱溶液Cd浓度与Cd淋失,表明AMF具有减少污染土壤Cd淋失的生态功能。对丰富AMF的生态功能、阐释胁迫条件下植物—微生物的互作关系,具有一定的科学意义。
图1 砂培淋溶试验示意图
该研究成果(Effect of an arbuscular mycorrhizal fungus on maize growth and cadmium migration in a sand column)发表在Ecotoxicology and Environmental Safety(IF=6.291,文章链接https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2021.112782)上,学院硕士研究生于子昊与赵晓玲为该论文共同第一作者,湛方栋教授为通讯作者。