《Journal of Hazardous Materials》：Root economic spectrum indicates fluoranthene uptake and removal by regulating rhizosphere microflora
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植物对多环芳烃（PAHs）的吸收与去除能力受其根经济谱（RES）调控，获取型植物因根系更长、数量更多且富集功能微生物（如Massilia、Olpidium）而显著增加PAHs吸收（22.59–55.50 μg/pot），但降低土壤PAHs去除率（82.48%–93.19%）；保守型植物因根系密度高、直径大且富集降解菌（如Nitrosospira、Funneliformis）而提升PAHs去除效率（95.42%–96.91%）。根形态与微生物群落构成是关键机制，为植物修复策略提供新依据。
王飞|程书石|高康吉|吴晨曦|孙婷婷|徐晶晶|李慧欣|张慧娟|胡峰|徐丽
中国海南省三亚市，南京农业大学三亚农业研究院亚洲农业中心，邮编572025
摘要
植物在吸收和去除多环芳烃（PAHs）的能力上表现出物种特异性差异，但目前仍缺乏简单可靠的评估指标。根系经济谱（RES）反映了植物在资源获取过程中所做的权衡。本研究选取了八种不同的植物，探讨根系经济谱是否可以作为PAH吸收和去除的潜在指标，并探索其背后的机制。选择氟蒽（Flu）作为代表性的PAH。结果表明，根据根系经济谱分类的“进取型”植物与“保守型”植物在氟蒽的吸收和去除方面表现出显著差异：“进取型”植物积累的氟蒽量（22.59–55.50 μg/盆）远高于“保守型”植物（6.38–11.30 μg/盆），这归因于它们更长的根长（SRL）、更多的根尖数量以及功能性微生物（如Massilia、Olpidium和Erysiphe）的富集。相反，“保守型”植物具有更高的氟蒽去除率（95.42%–96.91%），这得益于它们更高的根组织密度（RTD）和更大的根直径（RD），以及PAH降解微生物（如Nitrosospira、Sporosarcina和Funneliformis）的富集。这些发现表明，基于根系功能特征的植物资源利用策略可能成为PAH修复或植物保护的指标。
章节摘录
引言
多环芳烃（PAHs）是一类由两个或更多苯环组成的持久性有毒污染物，广泛存在于土壤、大气、水等环境介质中[1]。氟蒽（Flu）是一种四环PAH，在中国长江三角洲地区尤为常见[2]，并被美国环境保护署（USEPA）列为优先污染物[3]。氟蒽容易在土壤中积累，并可通过土壤-作物系统得到生物富集。
化学物质与土壤制备
氟蒽的纯度≥98%，购自Sigma-Aldrich（上海）贸易有限公司。土壤样本取自南京蔬菜研究所黄褐色农田表层（0–20厘米）。土壤的物理和化学性质如下：pH值6.50，含水量60.41%，有机质6.83 g/kg，总碳3.96 g/kg，总氮0.35 g/kg，碱解氮10.22 mg/kg；未检测到氟蒽。实验设置
土壤样本经过风干处理。
根系特征参数
主成分分析（PCA）方法将植物种类分为两类，代表不同的“进取型”与“保守型”策略（图1）。两个主成分（PC1和PC2）解释了所测试植物功能特征的95.5%的变异。PC1解释的方差比例高达67.8%，有效区分了植物特征策略的全貌。“Bn”、“Bc”、“Rs”和“Lm”位于“进取型”谱系的一侧。讨论
在所有处理组中，根部的氟蒽浓度明显高于叶片（图2A），表明氟蒽的吸收主要依赖于根部作用。先前的研究表明，根系形态和组织组成是决定植物吸收PAHs的关键因素[7]。本研究根据根系经济谱将植物分为“进取型”和“保守型”。“进取型”植物表现出更强的氟蒽吸收能力，而“保守型”植物则相反。
环境意义
本研究强调了根系经济谱作为植物介导的氟蒽修复预测因子的潜力。“进取型”植物具有更强的氟蒽吸收能力，而“保守型”植物则更有效地促进了土壤中氟蒽的去除。根长（SRL）是根系经济谱中指示氟蒽吸收和去除的关键因素。虽然较长的根长增强了氟蒽的吸收，但也降低了根际微生物的多样性及PAH降解菌种的丰度，从而降低了土壤中氟蒽的去除效果。这些发现提供了新的见解。作者贡献声明
吴晨曦：实验研究。高康吉：实验研究。徐晶晶：数据管理。孙婷婷：数据整理。李慧欣：资源协调。胡峰：资源协调。张慧娟：研究监督。徐丽：撰写 – 审稿与编辑，初稿撰写，项目管理，方法学设计，资金申请，概念构思。程书石：撰写 – 审稿与编辑，初稿撰写。王飞：撰写 – 审稿与编辑，初稿撰写，实验研究，数据分析。利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究结果的已知财务利益或个人关系。致谢
本研究得到了中国国家重点研发计划（2023YFD1500902）、国家自然科学基金（项目编号41977123）以及中国海南省三亚市亚洲湾科技城联合项目（项目编号2021JJLH0093）的支持。
