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【资源微生物技术】邱忠平教授团队在Journal of Environmental Sciences 发表研究论文:微生物协同降镉解毒护航川芎安全生产

来源:   作者:     日期:2025-04-11   点击数:  

近日,我院邱忠平教授团队在环境科学与生态学科学领域期刊Journal of Environmental SciencesJCR Q1IF=5.9)上发表了题为《Bioremediation of cadmium-phoxim co-contamination by an autochthonous pollutant-resistant consortium enhances Ligusticum Chuanxiong Hort. resistance》的研究文章。2023级博士研究生李建鹏与吴明蔧老师为共同第一作者,邱忠平教授为通讯作者,西南交通大学生命科学与工程学院为第一通讯单位。


川芎(Ligusticum Chuanxiong Hort.)是我国川产道地药材,具有活血行气、祛风止痛等功效,广泛应用于心脑血管疾病的治疗。然而,随着工业化和农业活动的加剧,川芎主要种植区土壤面临严重的重金属镉(Cd)和农药辛硫磷(Ph)复合污染问题,不仅影响药材品质,还制约了其出口贸易。针对这一难题,我院资源与环境生物技术团队通过从四川什邡市镉污染严重的川芎根际土壤中分离出一株耐Cd-Ph的功能菌株TS2Halomonas),并以此为生物刺激剂,激活并优化土著微生物群落功能,最终构建了以芽孢杆菌(Bacillus)、不动杆菌(Acinetobacter)等为优势菌属的土著耐污染微生物联合体(RM)。

RM接种后,土壤有效镉含量显著降低,辛硫磷降解率提高,其半衰期由27.5天缩短至19.8天。在Cd-Ph复合污染条件下,RM促进川芎生长,降低根茎镉积累,并通过提升SOD活性减轻氧化损伤。同时,RM增强土壤酶活性,优化根际微生物群落结构,提升污染降解和养分循环功能。该研究证实了土著微生物群在复合污染修复中的高效性和应用潜力,为川芎的绿色种植提供了生态友好的生物修复策略,并为中药材产地污染治理提供了技术支撑。


文章亮点:①创新性以耐Cd-Ph菌株TS2为生物刺激剂,诱导土著微生物群功能重塑,构建微生物联合体(RM),提升复合污染修复效能;②Cd-Ph复合污染比单一Cd污染毒性更强,镉生物累积效应更显著;③RM降低CdPh的生物累积,促进川芎生长并提升生物量;④RM重塑根际微生物群落,提高土壤微生物多样性和生态稳定性。

本研究得到国家自然科学基金(5197857642207021)、四川省重点研发计划(2023ZHCG00582025ZNSFSC01942024NSFSC0131)等项目的资助。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.jes.2025.02.011

通讯作者主页:https://faculty.swjtu.edu.cn/qiuzhongping/zh_CN/

第一作者简介:李建鹏同学,生命科学与工程学院,2023级材料科学与工程专业博士研究生。