华中农业大学生物质能团队刊发生物能源和重金属污染治理研究论文

来源：植物科学最前沿

作者：韦璐瑶 张艳青 朱杰俊

原标题：华中农业大学生物质能团队2019届硕士在Green Chemistry刊发生物能源和重金属污染治理研究论文

2019年6月23日，华中农业大学生物质与生物能源团队在Green Chemistry杂志上在线发表了题为“Combined mild chemical pretreatments for complete cadmium release and cellulosic ethanol co-production distinctive in wheat mutant straw”的文章。该研究首次将重金属污染治理和纤维乙醇生产相结合，为修复中低度重金属污染农田和秸秆综合利用提供新思路。

镉是农田污染的主要元素之一，可通过食物链在生物体内积累，引起慢性中毒。植物修复法可有效去除土壤中的重金属，是最具潜力的重金属污染治理方法。该方法利用植物根系吸收重金属，在植物体内积累和富集，降低土壤重金属污染。细胞壁作为植物细胞的重要屏障，在镉的固定中具有重要作用。农作物秸秆富含木质纤维素，可用于生物燃料乙醇生产，替代部分化石能源。

该研究将小麦（ZM9032）及其突变体（ZT5）种植在含镉土壤中，发现成熟小麦秸秆中突变体的镉积累量显著高于野生型，在含镉75 mg/kg的土壤中，突变体秸秆的镉积累量可达8.29 μg/g。通过分析镉处理后秸秆的细胞壁成分，发现纤维素和果胶的含量显著降低，可溶性糖的含量显著升高。通过比较不同的预处理方法，发现稀酸-稀碱两步法处理能够将秸秆中的镉完全提取，将无害化处理后秸秆进行酶解和发酵，生产生物燃料乙醇。该论文为中低度镉污染农田的治理和生物质综合利用提供了新思路。

Fig. 2 含镉小麦材料的纤维素乙醇生产及镉的释放

Green Chemistry是英国皇家化学学会旗下面向绿色化学领域的国际知名期刊，中科院JCR化学1区Top，2018年影响因子9.4。华中农业大学植物科学与技术学院2016级硕士生程亮亮和王令强副教授为该论文的共同第一作者，生命科学与技术学院夏涛副教授为文章通讯作者。该研究获得国家重点研发计划(农业面源和重金属污染农田综合防治与修复技术研发2016YFD0800804)和国家自然科学基金(31771775)项目的资助。近五年来，华中农业大学生物质能团队连续在Nucleic Acids Research, Green Chemistry, Biotechnology Advances, Plant Biotechnology Journal, Biotechnology for Biofuels, Applied Energy, Bioresource Technology, Journal of Experimental Botany等国际知名杂志上发表40余篇SCI论文。