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　　自從植物修復(fù)概念被提出以來，利用特定植物進(jìn)行重金屬污染修復(fù)的研究工作已經(jīng)取得了較大的進(jìn)展。針對(duì)水體中的鎘污染，已有研究者采用多種類型的水生植物進(jìn)行清污研究。然而，與作為土壤修復(fù)工具的陸生植物相比，水污染修復(fù)型植物的相關(guān)內(nèi)在分子機(jī)制的研究缺乏深入性和全面性。青島能源所周功克研究團(tuán)隊(duì)利用分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和生物信息學(xué)等研究手段，在浮萍對(duì)鎘離子吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和解毒的分子機(jī)制及相應(yīng)的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)方面做了較全面和深入的研究，取得了顯著進(jìn)展，填補(bǔ)此方面研究?jī)?nèi)容的缺失，具有一定的理論意義。研究結(jié)果表明：浮萍對(duì)鎘離子脅迫的響應(yīng)是系統(tǒng)性的，包括DNA，RNA和蛋白質(zhì)代謝都參與該響應(yīng)過程；為應(yīng)對(duì)鎘離子產(chǎn)生的細(xì)胞毒害，浮萍體內(nèi)的硫和活性氧代謝過程顯著增強(qiáng)，碳水化合物代謝流發(fā)生明顯變動(dòng)；液泡作為細(xì)胞內(nèi)鎘離子的“存儲(chǔ)器”，在鎘離子解毒方面發(fā)揮重要的作用。該部分研究結(jié)果發(fā)表在Chemosphere 2017，190：154-165 （http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653517315680）。

　　與其它水生植物相比，利用浮萍進(jìn)行污水生物修復(fù)的優(yōu)勢(shì)在于：① 主要通過無性繁殖的方式產(chǎn)生新個(gè)體，生長(zhǎng)速度快，周期短，大約2-3天繁殖一代；② 整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，大部分浮萍僅由葉狀體和根組成，并且葉狀體和根都能夠吸收水體中的各種元素，避免了離子的長(zhǎng)距離運(yùn)輸，從而提高了離子的轉(zhuǎn)運(yùn)效率；③ 對(duì)自然環(huán)境的適應(yīng)能力較強(qiáng)；④ 已經(jīng)建立了完善的浮萍遺傳轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)基因體系，這將為浮萍品種的定向改良提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持；⑤ 其生長(zhǎng)方式和無性繁殖的增殖方式，給污水治理過程中前期的育種擴(kuò)繁、中期的污染物富集以及后期的收集處理都帶來了極大的便利，降低了運(yùn)行成本；⑥ 浮萍的生長(zhǎng)和繁殖方式，還可以有效地防止由物種種子擴(kuò)散所引發(fā)的生態(tài)安全問題。⑦ 浮萍也作為新一代新型能源植物，在凈化污水的同時(shí)還能夠積累大量淀粉，提高污水凈化產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益。相關(guān)研究有望將浮萍打造成為能源和環(huán)境修復(fù)兼?zhèn)涞膹?fù)合型資源植物，具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

　　上述研究獲得了國(guó)家科技支撐計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、山東省自然科學(xué)基金和泰山學(xué)者等項(xiàng)目的支持。（文/圖 徐華）

圖1 浮萍對(duì)鎘離子的吸收和積累情況

圖2 浮萍對(duì)鎘離子脅迫響應(yīng)的分子機(jī)制