耕地鎘污嚴重 科學家發現植物耐鎘機制
土壤修復正在成為國內的熱門話題。目前國內的土壤環境狀況不容樂觀，且修復難度大。國內多家科研機構都在致力于土壤修復技術的突破。
日前，合肥工業大學曹樹青教授的課題組發現植物響應重金屬鎘脅迫信號轉導的分子調控機制，為土壤重金屬污染植物修復基因工程提供了新的技術途徑和基因資源。
重金屬鎘是土壤無機污染物的一種。環保部今年4月公布的全國土壤污染狀況調查公報顯示，全國土壤總的點位超標率為16.1%。其中，鎘的點位超標率為7.0%。由于重金屬難以降解，重金屬對土壤的污染基本上是一個不可完全逆轉的過程，只能通過修復來降低其風險或危害。
生物修復技術是土壤修復的方法之一，其基本原理是利用生物特有的分解有毒有害物質的能力，達到去除土壤中污染物的目的，主要包括植物修復技術、微生物修復技術和生物聯合修復技術。
植物修復技術的一種是利用植物吸收土壤中的重金屬，吸收了重金屬的植物通過安全焚燒等方法處理，從而去除土壤中重金屬污染物。國內中科院地理科學與資源研究所陳同斌的團隊通過大量的植物篩選，選出了蜈蚣草來吸收砷等重金屬污染物，從而達到用植物修復土壤的目的。目前，廣西、湖南、廣東、云南等地已經在利用這種方法進行土壤修復。
與陳同斌的研究不同，曹樹青團隊的研究旨在發掘調控植物重金屬超量積累及耐受的關鍵基因，從微觀層面發現植物響應重金屬信號轉導的分子調控機制。而后，通過遺傳工程手段使植物具備重金屬高積累和高耐受性，使其可以在污染土壤上快速生長。
該項研究利用正向遺傳學途徑篩選和鑒定了一個擬南芥耐鎘突變體xcd1-D，并克隆了其相應的基因MAN3。過量表達MAN3基因導致鎘的耐受和積累，而MAN3基因功能缺失則該突變體表現出對鎘敏感。鎘脅迫誘導MAN3基因表達、增加甘露聚糖水解酶活性及甘露糖水平，從而激活谷胱甘肽依賴的植物螯合素合成途徑上的相關基因協調表達，進而增加植物對鎘積累和耐受。
曹樹青的團隊用了五年的時間，發現了這一機制。“但這只是基礎理論上的一個重大發現，我們的團隊還在進一步地挖掘，把通路搞清楚。距離產業化還有很長的一段路要走。”曹樹青告訴財新記者。
這項研究發表在10月20日的《新植物學家》（New Phytologist）上。《新植物學家》是植物科學中最古老的期刊之一，創刊于1902年，以發表植物學領域的原創性研究成果為主，涵蓋了宏觀植物學和微觀植物學的多個方面.
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
