菌根辅助修复铬污染土壤：AMF-香根草共生体系对铬富集及土壤质量提升的机制研究

为解决工业矿区铬(Cr)污染土壤的生态风险问题，印度统计研究所团队通过接种三种丛枝菌根真菌(AMF)（Glomus hoi、Claroideoglomus claroideum和Claroideoglomus etunicatum）强化香根草(Chrysopogon zizanioides L.)的修复效能。研究发现AMF使香根草根部Cr富集量提升1.96倍，其中Glomus hoi处理组土壤Cr生物有效性最低（P12:4.789 mg kg-1），同时显著提高土壤球囊霉素(GRSP)含量及微生物活性。该研究为重金属污染土壤的绿色修复提供了新型共生技术方案。

　　

铬污染已成为威胁全球土壤生态安全的"隐形杀手"。随着采矿、制革等工业活动加剧，土壤中铬的积累不仅破坏农作物生长，更可能通过食物链引发人类皮肤癌、肝肾疾病等健康危机。传统物理化学修复方法成本高昂且易造成二次污染，而植物修复技术虽环保却受限于植物耐受性和修复效率。在这一背景下，印度统计研究所的研究团队将目光投向自然界中古老的共生关系——丛枝菌根真菌(AMF)与植物的协同进化机制，首次系统评估了三种AMF菌种（Glomus hoi、Claroideoglomus claroideum和Claroideoglomus etunicatum）对香根草修复铬污染土壤的增效作用，相关成果发表在《Environmental Research》。

研究采用梯度Cr污染土壤（100/500/1000 mg kg^-1）模型，结合AMF接种实验设计。关键技术包括：铬形态分级提取法评估生物有效性；ICP-MS测定植物组织Cr积累量；土壤酶活性检测（脱氢酶、脲酶等）；球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)定量分析；菌根定殖率显微观察；以及主成分分析(PCA)解析多参数相关性。

Cr积累模式与修复效率评估
数据表明AMF显著改变铬在香根草组织的分布格局。在1000 mg kg^-1 Cr胁迫下，Glomus hoi处理组根部Cr含量达对照组的1.96倍（p<0.01），而转运系数(VTF<1)与生物富集系数(VBCF>1)的独特组合揭示该菌种既能促进根部封存又抑制铬向地上部迁移。这种"固根阻运"的双重调控使Glomus hoi成为理想的植物稳定化修复增效剂。

土壤铬形态与生物有效性
AMF显著重塑铬的化学形态分布。Glomus hoi处理使可交换态Cr降低42.7%，同步增加铁锰氧化物结合态比例。通过分泌球囊霉素和菌丝网络，AMF构建了"生物锁"机制，将游离Cr⁶⁺转化为难溶性Cr³⁺复合物，这种原位钝化效应在1000 mg kg^-1高污染组仍保持稳定（P12处理组DTPA提取态Cr仅4.789 mg kg^-1）。

微生物-酶活性响应
AMF共生体系激活了土壤"生物引擎"。脱氢酶活性在Claroideoglomus claroideum处理组提升2.3倍，其分泌的GRSP蛋白（总量增加58%）不仅作为天然螯合剂固定Cr，还通过促进土壤团聚体形成改善微生物栖息环境。菌根网络更成为养分运输的"地下高速公路"，使香根草在500 mg kg^-1 Cr胁迫下仍保持正常光合速率。

讨论与结论
该研究首次揭示AMF菌种特异性在铬污染修复中的关键作用：Glomus hoi通过调控抗氧化酶系统（SOD、POD活性提升1.63倍）和菌丝隔室化存储，实现"减毒增效"双重功能；而Claroideoglomus菌属则更擅长通过GRSP介导的土壤结构改良促进微生物群落重建。这种菌根-植物-土壤的三维互作网络，为发展"基于生态智慧的修复工程"提供了新范式。相较于传统方法，AMF辅助修复技术具有成本低（无需土壤置换）、可持续（促进生态功能恢复）和易推广（利用本地植物-微生物组合）三重优势，尤其适合发展中国家矿区污染治理。未来研究可进一步解析AMF分泌蛋白组与铬转运蛋白的分子对话机制，优化菌种组合策略以应对复合污染挑战。