近日,国际学术期刊Science of the Total Environment在线发表了我室作物抗重金属研究与应用创新团队完成的研究论文“Bioimaging of Pb by LA-ICP-MS and Pb isotopic compositions reveal distributions and origins of Pb in wheat grain”。该研究采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)结合铅稳定同位素示踪技术,对小麦籽粒中重金属铅的分布特征及其来源进行了解析。研究结果可为大气污染区小麦的安全种植提供重要依据。
随着工农业的发展,环境重金属铅污染导致的农产品安全问题日益严重,其中大气颗粒物沉降已经成为农田生态系统重金属铅的重要来源。大气颗粒物中的铅通常具有较高的有效性,沉降到叶片的铅可能通过表皮、气孔等途径进入植物体内。前期调查研究表明,清洁土壤上种植的小麦同样存在籽粒铅含量超标的问题,且这一问题在空气污染较重的金属冶炼区更为突出,因此推测大气沉降是小麦籽粒中铅的重要来源。
基于此,本研究对河北省12个小麦主产区小麦籽粒中铅的来源进行调查研究,铅稳定同位素比值结果表明,大气沉降是小麦籽粒中铅的主要来源(贡献率>50%),并且大气沉降对面粉中铅的贡献率(78%)显著高于麦麸(56%)。此外,通过室内暴露试验进一步验证了颗粒物铅可以有效的通过小麦叶片吸收并最终转运至籽粒。通过LA-ICP-MS原位分析铅在小麦籽粒的分布,显示铅主要分布在籽粒外层(果皮和种皮),而在腹沟区域、胚乳和胚未发现明显信号。研究结果可为大气污染区小麦的安全种植和加工提供重要依据。
硕士生张香玉为论文的第一作者,我室作物抗重金属应用与创新团队薛培英副教授和刘文菊教授为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金项目、河北省重点研发计划项目、华北作物改良与调控国家重点实验室自主研究课题、华北作物改良与调控国家重点实验室创新团队项目的资助。
文章链接:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.149729