华人策略hrceluebbs山地环境重点实验室孙荣国教授团队在环境领域1区TOP期刊Science of The Total Environment(IF = 9.8)在线发表题为“Investigating the role of poly-γ-glutamic acid in Pennisetum giganteum phytoextraction of mercury-contaminated soil”的研究论文。
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汞污染的农田对人类健康构成了重大威胁,然而目前尚缺乏高效的植物提取技术来进行修复。物理和化学修复技术尽管有效,但往往资源消耗大、易产生二次污染,且可能破坏土壤结构。相比之下,植物提取作为一种低成本、环保的生物修复方法,越来越受到关注。研究团队通过在汞污染土壤中添加γ-PGA,显著增强了巨菌草对汞的吸收和转运能力。
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γ-PGA影响下巨菌草对汞的累积特征
研究发现,γ-PGA的添加显著改变了汞污染土壤中根际微生物的群落结构,特别是耐汞细菌的增多,有助于汞的转化和吸收。γ-PGA通过其高效的金属离子络合能力,促进了土壤中汞从不可利用形态向可利用形态的转变。通过显微结构分析,研究团队发现γ-PGA与汞形成的络合物能够顺利通过植物根部的皮层细胞和内皮细胞,进入木质部并向上运输,最终在叶片的叶肉细胞中固定。
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γ-PGA影响下土壤汞形态转变特征
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土壤菌群相对丰度与30种最丰富菌群的热图
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γ-PGA协助下巨菌草吸收土壤汞的作用机制
该研究为解决汞污染土壤修复问题提供了新的思路,γ-PGA的应用不仅显著提升了植物提取技术的效率,还展示了绿色生物技术在环境管理和健康风险缓解中的巨大潜力。
该研究得到了国家自然科学基金(No. 42067025、42367028)和湖南省科学技术基金(黔科合基础-[2020] 1Z038)的联合资助。
论文链接:http://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.173707