近日，我所生态与环境研究中心环境生态学创新团队在Industrial Crops & Products(JCRQ1;新锐分区2026/期刊分区表2025农林科学一区Top期刊;IF6.2)发表了题为“Arbuscular mycorrhizal fungi enhance Cd phytoremediation in C4hyperaccumulatorAmaranthus hybridusby modulating photosynthetic andmetabolic pathways”的学术论文。我所为第一单位，我所王晓慧博士为第一作者，黑龙江大学宋福强教授与我所蒲高忠研究员为共同通讯作者。彭千书、杨俊博、王柯懿、曾丹娟等参与了该研究工作。

　　镉(Cd)污染土壤的植物修复效率常受限于生物量积累与胁迫耐受性之间的权衡。绿穗苋(Amaranthus hybridus)作为一种生长快速的C4超积累植物兼工业作物，具有金属提取与生物质资源化利用的双重潜力。该研究首次系统揭示了在镉胁迫(30 mg kg^-1)条件下，摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae, FM)和根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices, RI)单独及双重接种对绿穗苋光合作用和镉解毒能力的差异化调控机制。

　　图文摘要

　　研究发现，RI处理显著提高了蒸腾速率、光饱和点、Rubisco酶活性、脱落酸水平及超氧化物歧化酶活性，从而增强了整体胁迫耐受性。FM处理则优先提高磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活性和叶绿素含量，通过生长稀释作用、增强根部镉滞留能力以及抗坏血酸-谷胱甘肽循环抑制脂质过氧化，从而降低镉毒性。值得注意的是，双重接种(FR)表现出环境依赖的功能互补：在镉胁迫下，FM主导代谢响应;在非胁迫条件下，RI的贡献更大。

　　不同处理条件下绿穗苋的光合色素浓度与光合酶活性

　　代谢组学分析进一步揭示，在镉胁迫下，FR采用以FM为主导的策略，将氮代谢从精氨酸生物合成转向谷胱甘肽合成，并上调L-β-赖氨酸以增强抗氧化能力。总体而言，FR协同调控了一个“C4光能捕获—超积累解毒”模块，显著提高了光合效率和镉耐受性。该研究还首次从机理上揭示了AMF介导的C4超积累植物中高光合效率与金属耐受性协同适应的机制，为实现镉污染植物修复与生物能源作物资源化利用的双重潜力提供了理论依据。

　　不同处理条件下富集的代谢通路。

　　该研究得到了国家自然科学基金(32460312)、广西自然科学基金(2025GXNSFBA069005, 2025GXNSFAA069855)、黑龙江省自然科学基金重点项目(ZD2024C006)、广西植物研究所基本科研业务费(桂植业24010)、广西重点研发计划(桂科AB22035038)以及广西喀斯特植物保育与恢复生态学重点实验室(No.22-035-26)等项目的资助。

　　文章链接：

　　https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2026.123492