镉（Cadmium）是工业生产中重要的加工材料之一，也是世界八大污染物之一，在重金属污染中仅次于汞。自植物修复概念提出以来，利用特定植物进行重金属污染修复的研究已取得较大进展。针对水体中的镉污染，研究者已采用多种水生植物进行清污研究。然而，与作为土壤修复工具的陆生植物相比，水污染修复型植物的内在分子机制研究仍缺乏深入性和全面性。

中国科学院青岛生物能源与过程研究所周功克研究团队利用分子生物学、细胞生物学和生物信息学等手段，对浮萍吸收、转运和解毒镉离子的分子机制及调控网络进行了较全面深入的研究，取得了显著进展，填补了该领域的研究空白。研究结果表明，浮萍对镉离子胁迫的响应是系统性的，涉及DNA、RNA和蛋白质代谢的参与；为应对镉离子产生的细胞毒害，浮萍体内的硫和活性氧代谢过程显著增强，碳水化合物代谢流发生明显变动；液泡作为细胞内镉离子的“存储器”，在解毒过程中发挥重要作用。部分研究结果已发表在Chemosphere上。

与其他水生植物相比，利用浮萍进行污水生物修复的优势包括：①主要通过无性繁殖产生新个体，生长速度快，周期短，约2至3天繁殖一代；②整体结构简单，大部分浮萍仅由叶状体和根组成，叶状体和根能直接吸收水体中的各种元素，避免了离子的长距离运输，提高了转运效率；③对自然环境的适应能力较强；④建立了完善的浮萍遗传转化转基因体系，为定向改良提供了技术支持；⑤其生长和无性繁殖方式，对污水治理中的育种扩繁、污染物富集和后期收集处理带来便利，降低了运行成本；⑥浮萍的生长和繁殖方式可有效防止由种子扩散引发的生态安全问题；⑦浮萍作为新一代能源植物，在净化污水的同时还能积累大量淀粉，提高经济效益。相关研究有望将浮萍打造为能源和环境修复兼备的复合型资源植物，具有重要的理论和现实意义。

研究工作获得了国家科技支撑计划、国家自然科学基金、山东省重点研发计划、山东省自然科学基金和泰山学者等的支持。

浮萍对镉离子的吸收和积累情况