主要完成人：高彦征  凌婉婷  刘  娟  康福星  孔火良  朱雪竹

完成单位：南京农业大学

项目简介：

项目紧密结合农业环境科学的国际前沿和我国农产品安全与土壤环境保护的战略需求，针对多环芳烃（PAHs）这一类我国污染土壤中常见的高风险有机污染物，集中研究了土壤-植物系统中PAHs迁移转化过程和控制原理，获得了具创新性和应用价值的研究成果，为我国农业环境PAHs污染防治提供了战略性知识和技术储备。重要发现如下：

1、阐明了根际土壤中PAHs关键界面行为及生物可利用性。明确了土壤中PAHs形态与生物可利用性的关系；发现根际土壤中存在的内源水溶性有机质（DOM）抑制其吸附PAHs，而外源DOM对土壤吸附PAHs的影响存在临界DOM浓度（DOMnp）；阐明了根系分泌物及其低分子量有机酸组分对根际土壤中PAHs吸附/解吸界面化学过程和生物可利用性的影响及机理，拓展了根际PAHs污染化学的理论内容。

2、明确了植物吸收PAHs途径、体内代谢及亚细胞分配规律及机理。定量解析了植物吸收PAHs的途径；发现PAHs由根沿木质部向茎叶的单向传输行为，澄清了植物体内PAHs的传输问题；阐明了植物体内PAHs的代谢作用；剖析了吸收后PAHs在植物亚细胞中的分配行为，发现进入植物细胞后PAHs主要分配在细胞器、细胞壁等固相组分，并受细胞组分脂质含量的影响，被Chem Rev（IF5-yr=50.679）的综述文章评述，“这是第一次将PAHs分配的研究推进到亚细胞水平”。

3、创新了用于PAHs污染土壤的联合修复技术体系。发展了丛枝菌根修复和表面活性剂增效根际修复技术，提出了利用修复后植物秸杆制备高性能生物质炭及其表面改性和成型造粒技术；发明了“土壤通风—立式解吸炉修复有机污染土壤的系统”、“强制通风—螺旋搅拌热解吸修复有机污染土壤的系统”，获得国家发明专利2项。拓展了PAHs污染土壤修复的研究领域，为治理PAHs污染土壤提供了技术储备。

4、提出了利用植物内生菌群减低植物PAHs污染的新技术及原理。接种丛枝菌根真菌（AMF）显著减低植物地上部PAHs污染，首次揭示了AMF菌丝在调控植物吸收PAHs中的作用和功能，发现菌丝可从土壤中吸收PAHs并将其传输至根部，并减低根内PAHs向地上部的传输；开辟了利用植物功能内生细菌来减低植物PAHs污染的新途径，阐明了功能菌在植物体内的定殖、分布、效能及作用机制。成果被Nat Rev Microbiol（IF5-yr=26.162）等引用，为PAHs污染地区生产安全农产品提供了新希望。

5、发现PAHs与DNA间弱相互作用影响DNA的残存和基因迁移。发现痕量（ppb级）PAHs是通过弱相互作用结合底物的方式，而非通过钝化DNase酶的方式来抑制DNA酶解；PAHs与DNA间弱相互作用降低了质粒DNA向目标细菌（E. coli DH5α）基因迁移的效率，碱土金属离子则可减弱PAHs对质粒DNA迁移的抑制效应。成果中所提出的研究方法被美国国家航空航天局天体物理学数据库收录。

发表论文74篇，被引1604次（他引1323次）。20篇主要SCI论文总IF5-yr为84.87，其中10篇发在JCR学科Top3期刊上，google Scholar引用715次（他引550次）、SCI引用475次（他引345次）。获江苏省优秀研究生学位论文3篇。1人获发展中国家科学院女青年学者奖农业科学领域亚军，1人获亚太地区青年科学家奖农业科学领域冠军，1人进入ESI农业科学领域高引作者行列。项目成果有力地推动了国际上土壤-植物系统中PAHs污染关键过程、毒理和控制领域的研究，促进了农业环境学科的发展。