近日，我室李艺教授及于方明教授在《Journal of Hazardous Materials》上发表了题为“Phosphate-solubilizing bacteria enhance cadmium phytoremediation by Solanum nigrum L. through improved phosphorus availability and cycling in contaminated soil”的研究论文。该研究以耐Cd溶磷菌Enterobacter sp. FM-1与Cd超富集植物龙葵为对象，系统揭示了溶磷菌（PSB）接种通过调控根际磷循环促进植物吸收和富集Cd的作用机制。结果表明，接种处理显著提升了土壤有效磷（AP）和生物有效态Cd的含量，增强了龙葵对磷的吸收、抗氧化防御能力以及对Cd的耐受性，明确了龙葵体系中微生物驱动磷活化与Cd富集之间的耦合关系，为Cd污染土壤的微生物强化植物修复提供了新的机制认知与理论支撑。
PSB辅助植物修复已被证实是治理Cd污染土壤的有效策略，但由于超富集植物特有的生理生态特征，其Cd吸收机制存在差异。尽管磷循环在促进Cd吸收中的关键作用已得到认可，PSB介导下磷循环与植物修复之间的耦合机制仍不清晰。为此，本研究选取生长迅速、生物量大、Cd富集能力强的龙葵作为修复植物，接种兼具溶磷和耐Cd特性的Enterobacter sp. FM-1，设置不同接种浓度开展盆栽试验，结合土壤理化性质、磷组分、植物生理生化指标及宏基因组分析，系统解析了该菌株促进龙葵修复Cd污染土壤的过程与机制。
结果显示，接种显著降低了根际土壤pH，同时提高了土壤中生物有效态Cd的含量；由pH驱动的有机磷矿化是提升土壤AP的主要过程。土壤AP含量与龙葵各组织中的Cd浓度呈正相关，说明磷有效性的提高与植物Cd积累密切相关，并伴随着抗氧化防御响应的增强。此外，PSB接种通过磷饥饿响应途径提高了植物螯合素（PCs）含量，从而缓解了氧化胁迫；多聚磷酸盐合成与磷酸酶活性的增强进一步促进了植物生长。宏基因组分析显示，变形菌门是龙葵根际磷循环功能基因的主要载体。总体而言，Enterobacter sp. FM-1接种重塑了根际微生物群落结构，提高了磷的生物有效性，并增强了龙葵对Cd的耐受性。上述结果深化了对微生物驱动磷活化与植物Cd吸收耦合机制的认识，也为Cd污染土壤的可持续微生物强化植物修复提供了理论依据。
该研究团队长期致力于重金属污染土壤生物修复的研究，本工作得到国家自然科学基金及广西科技计划项目的支持。
论文原文链接：10.1016/j.jhazmat.2026.141422
