近日，东北农业大学资源与环境学院张颖教授团队王蕾课题组在国际权威期刊Environmental Science & Technology发表题为“Root Metabolic Shifts Drive Genome-Resolved Cometabolism of Phthalates and Coupled Humification in Mollisols”的研究论文。研究揭示了小白菜根系在邻苯二甲酸酯（PAEs）污染胁迫下调控根际微生物共代谢降解污染物，并促进黑土腐殖化过程的多组学机制。张颖教授为论文通讯作者，25级博士研究生李哲和王蕾为共同第一作者。
邻苯二甲酸酯是农田地膜等塑料制品释放的重要有机污染物，易在黑土农田表层累积，对作物生长、土壤微生物群落和土壤碳循环产生影响。该研究以“小白菜-黑土-根际微生物”连续体为对象，综合植物生理学、非靶向代谢组学、基因组分辨率宏基因组学和三维荧光光谱等技术，系统解析了混合PAEs胁迫下植物根系代谢重塑、关键微生物招募、污染物降解与土壤腐殖化之间的关联机制。
研究发现，在低浓度PAEs胁迫（5 mg/kg）下，小白菜能够维持“生长驱动型”稳态，根际微生物群落相对稳定；而在高浓度PAEs胁迫（20 mg/kg）下，植株由生长优先转向生存防御优先，碳流从初级代谢转向次生防御代谢，根系分泌物由基础糖类转向特定有机酸和酚酸类物质。这些根系分泌物作为化学信号和外源诱导因子，选择性招募具有污染物降解潜力的关键微生物类群。基因组证据表明，Pseudomonas和Burkholderia等关键宏基因组组装基因组（MAGs）携带pcaG/H、胞外漆酶等功能基因，形成了PAEs芳香环裂解与土壤有机碳稳定化相耦合的潜在共代谢模块。
研究进一步表明，高浓度PAEs胁迫下，根际溶解性有机碳输入增加，土壤漆酶和多酚氧化酶活性显著提升，腐殖酸碳含量和腐殖化指数同步提高。其中，20 mg/kg处理下腐殖化指数较对照提高48.7%。该结果从多组学和光谱学层面支持了“污染物根际修复-稳定腐殖碳形成”相耦合的新机制，为理解黑土农田塑化剂污染生态效应、提升污染土壤生物修复效率和增强土壤碳汇功能提供了新的理论依据。
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