高原所在勃氏甜龙竹对重金属镉和铬的耐受机制及修复研究方面取得进展

勃氏甜龙竹（Dendrocalamus brandisii）是云南优势笋用竹种，在重金属高地质背景下栽培的抗逆机制及其竹笋食品安全一直未被深入研究。高原所退化生态系统修复与资源植物培育研究团队通过盆栽模拟实验，综合生理、转录、根际土壤微生物群落等分析，阐明了勃氏甜龙竹对重金属镉和铬的吸收和积累机制。在此基础上，团队进一步探索了不同类型的生物炭对其重金属积累的影响。

研究发现，重金属在勃氏甜龙竹的细胞和组织中累积，导致植物体内细胞损伤和氧化应激。编码渗透、抗氧化酶、离子转运蛋白及转录因子的差异表达基因，通过限制重金属的吸收和转运以维持幼苗的渗透平衡，从而增强其耐受性。施用5%生物炭后，土壤中重金属的浓度显著降低（p< 0.05），勃氏甜龙竹的生长发育也得到改善。其中，玉米秸秆生物炭在降低重金属的积累和转运方面效果最为显著（20.19%）。此外，生物炭的应用不仅增加了土壤养分，还显著改变了根际微生物群落的多样性和稳定性。总体而言，勃氏甜龙竹在应对重金属毒性时会激活其抗氧化防御机制、跨膜转运蛋白以及关键信号通路；而生物炭的应用则通过改变土壤性质和影响根际微生物群落，显著降低其对重金属的吸收和积累。这些发现对于勃氏甜龙竹的绿色栽培技术研发、云南竹产区乡村振兴等方面具有广泛的应用价值。

相关研究成果分别以“Biochar mitigates Cr toxicity by improving soil properties, promoting plant growth, and reducing Cr accumulation in tropical bambooDendrocalamus brandisii”和“Integrated physiological, transcriptomic and rhizospheric microbial community analysis unveil the high tolerance of woody bambooDendrocalamus brandisiiunder cadmium toxicity”为题，发表于农林科学类期刊Industrial Crops and Products（中科院1区，IF=6.2）和生物学期刊Environmental and Experimental Botany（中科院2区，IF=4.7）。我所博士研究生曹毓蓉为两篇论文的第一作者，包昌艳助理研究员、杨汉奇研究员为通讯作者。以上成果获得中国林科院基础研究项目（CAFYBB2021SZ001）、国家自然科学基金（31870574）等项目资助。