伊曼纽尔康德波罗的海联邦大学联合圣彼得堡国立大学、俄罗斯科学院卡蒂米里亚泽夫植物生理研究所的科研团队，在《植物》杂志发表突破性研究成果：苋菜通过代谢重构主动积累糖分与有机酸，可高效中和重金属锌的毒性，为筛选耐污染作物及土壤修复技术开辟新路径。

工业排放、农业化肥滥用导致全球土壤锌污染加剧。尽管锌是植物必需微量元素，但过量积累会破坏光合作用、引发细胞损伤，甚至造成作物减产。研究团队聚焦尾苋(Amaranthus caudatus L.)——这种原产于南美的植物以耐贫瘠、抗污染著称，常被用于生态修复实践。

科研人员采用水培法培育苋菜幼苗，通过调控营养液中锌浓度模拟中度污染环境。实验发现，受锌胁迫的苋菜根部与叶片中83种化合物含量显著上升，其中蔗糖、半乳糖等糖类增幅突出，葡萄糖酸、水杨酸等有机酸含量更呈数十倍增长(根部葡萄糖酸激增59倍，水杨酸增加27倍)。这些物质通过化学结合锌离子、构建细胞壁聚合物(如果胶)等机制，将重金属封锁在根部，阻止其向地上部分转移，同时缓解氧化应激损伤。

“苋菜的代谢适应策略为培育抗污染作物提供了基因靶点。”项目负责人斯坦尼斯拉夫·苏希博士指出，未来研究将深入解析锌胁迫下苋菜蛋白质组变化，揭示分子层面的应激响应机制。这一发现不仅可用于优化植物修复技术——利用苋菜清除土壤重金属，还可通过基因编辑手段将相关代谢通路导入粮食作物，提升全球农业系统的环境韧性。

植物修复技术凭借成本低、生态友好等优势，已成为重金属污染治理的研究热点。苋菜作为超积累植物，此前已被证实可富集镉、铅等元素。此次研究首次揭示其应对锌毒性的代谢网络，为开发“绿色解决方案”再添关键拼图。据联合国粮农组织统计，全球约33%土壤面临中度至重度污染，该成果或将推动可持续农业技术革新。

更多信息： Natalia Osmolovskaya 等，《尾苋根和叶对锌胁迫的代谢反应》，植物(2025)。