近日,我院青年教师何涛团队在生态环境治理与水安全保障领域连续取得重要研究突破,相关成果分别发表于国际知名期刊Physiologia Plantarum和Marine Pollution Bulletin。两篇论文均以汉江师范学院化学与环境工程学院(丹江口库区水生态环境与健康十堰市重点实验室)为第一完成单位,何涛为第一作者,多名我院本科生深度参与研究全过程,相关成果纳入国家级大学生创新创业训练计划项目,是我院深化科教融合、以科研赋能人才培养的重要实践成果。
成果一:破解盐碱地修复难题,阐明微生物-植物联合修复机制
团队首项成果以《Integration of Cytological and Transcriptomics Analyses Reveals HowEscherichia coliInoculation EnhancesSuaeda SalsaRoot Growth and Alleviates Cadmium-Salt Stress》为题,发表于北欧植物学会会刊Physiologia Plantarum(IF5: 5.4)。该期刊是Wiley出版社旗下植物生理学与环境胁迫领域经典SCI期刊,为中科院农林科学领域大类2区。其中,我院环境工程专业学生冯楚秦、祝荧荧、王思怡和华文萱参与了实验分析和数据处理等工作。
针对我国盐碱地镉-盐复合污染修复效率低的技术瓶颈,团队通过水培试验,整合细胞学观察与转录组学多组学技术,系统揭示了非致病性大肠杆菌E. coli-10527接种促进碱蓬根系发育、缓解镉-盐复合胁迫并强化重金属富集的核心机制。研究发现,该菌株可优先定殖于碱蓬侧根区域,通过分泌胞外聚合物促进根系黄酮类物质积累,显著缓解复合胁迫引发的膜脂过氧化与细胞凋亡,大幅促进根系伸长与生物量积累;转录组学分析进一步证实,菌株接种可显著上调碱蓬体内重金属转运与液泡区隔化相关关键基因(ZIPA、NRAMP3、HMA4)的表达,实现了镉的高效吸收与胞内解毒。最终,团队构建了“微生物定殖-生理防护-分子转运”的完整调控理论框架。该研究为盐碱地重金属污染的微生物-植物联合修复提供了全新的菌株资源与理论依据,对推动我国盐碱地生态治理与安全利用、提升重金属污染场地修复效率具有重要的理论价值与实践指导意义。

成果二:聚焦南水北调核心水源地保护,揭示库区塑料污染新兴生态风险
团队第二项成果以《Plastisphere-driven pollutant enrichment and harmful bacteria proliferation: Emerging ecological risks to Danjiangkou reservoir's water security》为题,发表于Marine Pollution Bulletin(IF5: 5.6)。该期刊是Elsevier出版社旗下环境科学与地球科学领域国际知名SCI,属中国科学院地球科学大类二区/海洋与淡水生物学一区期刊。其中,我院环境工程专业学生陈乐怡、张小艳、王思怡、胡馨月和周欣蕊参与了野外样品采集和室内实验分析工作。
针对南水北调中线核心水源地丹江口水库塑料微界面(塑料际,Plastisphere)污染生态风险研究空白,团队以水库7条主要入库支流河口为研究对象,系统开展了丰、枯两季塑料际污染物富集特征、微生物群落组装、功能基因表达与有害菌增殖规律的原位系统研究。研究结果表明,水库塑料碎片是水体氮、重金属等污染物的重要“汇”,其携带的总氮、铵态氮、铅浓度较周边水体最高高出875.98%,且塑料对污染物的吸附能力无显著季节性差异;塑料际为微生物提供了独特的生态位,显著提升了微生物群落多样性与网络稳定性,夏季显著富集变形菌门、冬季以黄杆菌门为优势类群,同时氮循环、碳代谢相关功能基因显著上调。尤为关键的是,团队首次发现丹江口水库塑料际存在有害微生物的季节性选择性富集现象:低温适应型蓝藻在冬季塑料际中相对丰度高达18.80%,同时524个潜在致病菌OTUs在塑料际中显著富集,使人群感染风险较水体环境提升1.5-2.1倍,存在水华爆发与病原菌传播的潜在生态风险。该研究首次系统揭示了丹江口水库塑料际生态风险形成机制,为水源地水质管理、塑料污染防控提供了关键科学支撑。

两项成果的发表,是我院环境工程学科聚焦秦巴山区生态环境保护、丹江口水库水安全保障、汉江流域生态治理等区域特色方向开展科研攻关的重要突破。
【一审:张楠 二审:丁宗庆 终审:成传明】