外源Fe(II)促进铁膜形成调控水稻根系镉吸附固定的机制研究

为解决水稻镉(Cd)污染问题，来自国内的研究人员通过水培实验探究了外源二价铁离子(Fe(II))诱导铁膜形成的机制及其对Cd固定的影响。研究发现铁膜主要由水铁矿、针铁矿等铁氧化物组成，能将Fe(II)转化为Fe(III)，使铁膜中Cd含量提升29.9-97.9%，显著降低水稻地上部Cd含量2.75-35.2%，为重金属污染治理提供了新思路。

　　

在水稻根系表面，那些红褐色的铁膜(iron plaque)可不只是装饰——它们是由外源二价铁(Fe(II))诱导形成的天然屏障。通过先进的X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)技术，研究人员发现这些铁膜其实是水铁矿(ferrihydrite)、针铁矿(goethite)等铁氧化物的"集合体"，在形成过程中会发生神奇的Fe(II)到Fe(III)的转化。

这种转化就像给镉(Cd)设下了"天罗地网"：无定形铁相和晶形铁相中的Cd含量分别飙升了29.9-97.3%和13.6-97.9%。更妙的是，随着培养液中Fe(II)浓度升高，Cd从根系向地上部迁移的转运系数(translocation factor)呈现明显下降趋势。最终，水稻地上部分的Cd含量成功降低了2.75-35.2%，相当于给水稻穿上了"防镉铠甲"。

这项研究揭示了铁膜通过Fe(II)/Fe(III)循环固定Cd的分子机制，为利用铁基材料治理农田重金属污染提供了理论依据。不过研究人员也坦言，目前尚未发现任何可能影响研究结果的利益冲突。