浙江理工大学生命科学与医药学院植物次生代谢创新团队，长期从事药用植物资源和中药材规范化生产等方面的研究。目前，土壤重金属污染已成为影响中药材品质的主要限制因素，是目前世界公认的环境治理难题，研发绿色的土壤重金属修复技术成为目前研究的热点。近日，梁宗锁教授团队的骨干成员许玲博士在国际知名期刊Journal of Hazardous Materials（一区top, IF=9.038）在线发表了题为“Synergistic effects of EDDS and ALA on phytoextraction of cadmium as revealed by biochemical and ultrastructural changes in sunflower (Helianthus annuus L.)”的研究论文。

该研究首次创造性地将一种非蛋白氨基酸（5-氨基乙酰丙酸/ALA）与可生物降解的重金属螯合剂乙二胺二琥珀酸[S,S]-EDDS异构体联合应用于土壤重金属的修复中，并通过向日葵对土壤重金属镉进行植物修复，解决了多年来螯合剂单独使用抑制植物生长的应用瓶颈。为螯合剂+植物生长调节剂联用修复镉污染的土壤提供了理论拓展和方法创新。

研究发现非蛋白氨基酸ALA可以通过提高了向日葵根和叶中抗氧化酶活性来清除重金属镉及螯合剂胁迫造成的ROS等自由基的积累；激光共聚焦透射电镜TEM分析发现ALA可以明显缓解Cd与EDDS胁迫造成的细胞超微结构的损伤；并通过ICP-MS测定了植株各部位的重金属含量，反复试验证明ALA可以通过缓解胁迫损伤，促进植物生长，从而实现重金属镉吸收总量的提升，实现植物对土壤重金属镉的富集；研究进一步通过qRT-PCR分析发现ALA显著提高了向日葵植株中镉转运相关基因HMA3、Nramp1和OPT6的表达水平，揭示ALA促进向日葵对Cd的吸收与其提高HMA3、Nramp1和OPT6的表达密切相关（图1）。

浙江理工大学生命科学与医药学院许玲博士为论文的第一作者，梁宗锁教授为论文的通讯作者。该论文是许玲博士在Industrial Crops and Products (一区top)发表题目为“5-Aminolevolinic Acid Enhances Sunflower Resistance to Orobanche cumana (Broomrape)”后再次揭示生长调节剂ALA 的作用与功能。

上述研究成果由浙江理工大学，澳大利亚昆士兰大学，浙江大学合作完成，得到了国家重点研发计划，浙江省自然科学基金，江苏省现代作物协同创新中心等项目的资助。同时也得到了浙江大学分析测试中心电镜实验室的帮助。

图1. ALA与EDDS联合应用提高向日葵吸收土壤重金属镉的图示

论文信息：Ling Xu, Juanjuan Li, Ullah Najeeb, Xin Li, Jianmin Pan, Qian Huang, Weijun Zhou, Zongsuo Liang. Synergistic effects of EDDS and ALA on phytoextraction of cadmium as revealed by biochemical and ultrastructural changes in sunflower (Helianthus annuus L.), Journal of Hazardous Materials, 2020, 124764

Accepted 1 December 2020; Available online 8 December 2020.

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.124764