铅污染土壤中两种箬竹的耐受机制比较及根际环境调控作用研究

本研究针对铅(Pb)污染土壤修复需求，以矮型箬竹(Indocalamus pedalis)和高扩散型箬竹(I. kunmingensis)为对象，通过盆栽实验揭示两者对Pb的富集转运特性及耐受机制差异。研究发现Kun通过限制Pb向地上部转运、增强生理耐受性(GSH含量提升30.59%)、细胞壁阻隔(80% Pb分布于细胞壁)及降低Pb毒性形式等四重机制展现更强耐受性，其根际细菌群落通过促进Pb活化显著影响植物吸收。该研究为Pb污染土壤修复提供了新型候选植物及理论依据。

　　

随着采矿、冶炼等人类活动加剧，土壤铅(Pb)污染已成为全球性环境治理难题。这种重金属不仅威胁农作物安全生产，更通过食物链危害人体健康。虽然植物修复技术因成本低、环境友好等优势被广泛应用，但Pb在土壤中移动性差且超富集植物稀少，寻找兼具高耐受性和富集能力的修复植物成为研究热点。竹类植物因其高生物量和独特繁殖特性显示出修复潜力，但不同生长型竹种对Pb的响应机制差异尚不明确。

四川农业大学的研究团队选取矮丛型箬竹Ped和高扩散型箬竹Kun为研究对象，通过设置0、500、1500 mg/kg三个Pb浓度梯度盆栽实验，结合生理生化测定、亚细胞组分分离、Pb化学形态分析及透射电镜观察等技术，系统比较了两竹种在Pb胁迫下的适应策略。研究还采用16S rRNA测序分析了根际细菌群落结构，探讨了微生物-土壤-植物互作关系。

生理响应数据显示，Kun根系谷胱甘肽(GSH)含量显著提升，谷胱甘肽还原酶(GR)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性增强，有效缓解氧化损伤。亚细胞分布表明，Kun各器官80%以上的Pb被固定在细胞壁(T1组分)，而Ped叶片中46%的Pb存在于可溶性组分(T3)。化学形态分析更发现，Kun器官中Pb主要以低毒性的醋酸提取态(F_HAc)和盐酸提取态(F_HCl)存在，而Ped器官中高毒性的乙醇提取态(FE)占比达53.79%。透射电镜观察到Kun鞭毛细胞壁层明显增厚，形成物理屏障。

根际环境分析揭示，Kun根际土壤中Acidibacter菌相对丰度与有效态Pb(Aci-Pb)呈正相关，促进Pb活化但未影响植物耐受性；Ped根际Thiobacillus菌则通过转化氧化态Pb(Oxi-Pb)增加Pb生物有效性，导致鞭毛细胞壁结构受损。两种竹种的BCF和TF差异显著：Ped的BCF较高但TF不随浓度变化，而Kun通过降低TF(降幅61.07%)限制Pb向地上部转运。

该研究创新性地从器官-细胞-分子多尺度解析了竹类植物对Pb的耐受机制，首次提出矮丛型与高扩散型竹种的差异化适应策略。Kun展现的四重耐受机制（地下部限制、生理调节、细胞壁阻隔、毒性转化）为Pb污染修复提供了理想候选植物。研究还明确了根际微生物通过调控Pb形态影响植物吸收的关键途径，为通过微生物调控提高修复效率提供了理论依据。论文发表在环境科学领域权威期刊《Ecotoxicology and Environmental Safety》上，对发展基于竹类植物的重金属污染修复技术具有重要指导价值。