白三叶草与黑麦草互作通过调控微生物群落和土壤代谢组提升镉污染土壤修复效率

为解决镉(Cd)污染土壤修复难题，研究人员通过耦合高通量测序与土壤代谢组学技术，系统研究了黑麦草(Lolium perenne)-白三叶草(Trifolium repens)互作体系(TL系统)的修复机制。研究发现TL系统能显著降低黑麦草根际Cd浓度，富集氮循环相关微生物，并调控创伤酸(Traumatic acid)含量及萜类/聚酮代谢途径，为植物联合修复Cd污染土壤提供了新见解。

　　

镉(Cd)污染对生态环境构成严重威胁。植物间互作被视为高效的修复策略，其中黑麦草(Lolium perenne)-白三叶草(Trifolium repens)组成的TL系统展现出独特优势。研究采用多组学联用技术揭示：白三叶草通过"微生物-代谢物-植物"三级调控网络显著提升黑麦草的Cd修复效率。在无胁迫条件下，TL系统富集氮循环相关菌群，并增强细菌-真菌群落的协同效应；而在Cd胁迫时，系统转而富集Cd吸收相关微生物，同时激活萜类(terpenoid)和聚酮(polyketide)代谢通路。特别值得注意的是，根际创伤酸(traumatic acid)含量显著提升，这些代谢重编程现象共同构成了黑麦草的抗Cd防御体系。该研究为理解植物互作调控的根际微环境重塑机制提供了新视角，对发展智能化植物修复技术具有重要指导价值。