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微藻对镉的解毒机制及其在生物修复中的应用OA

Detoxification Mechanisms of Microalgae to Cadmium and Their Application in Bioremediation

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镉(Cd)作为一种高毒性、强生物富集性的重金属污染物,对水生生态系统及人类健康构成严重威胁.微藻作为重要的初级生产者,对 Cd 胁迫表现出高度敏感性,同时也进化出多层次的耐受与解毒机制,在生物修复领域展现出巨大潜力.本文从 Cd 对微藻的毒性效应切入,概述了其在生长、光合、氧化应激及细胞结构层面的损伤特征,进而系统梳理了微藻依托胞外拦截、抗氧化清除、螯合区室化与主动外排构建的协同解毒网络.同时,比较了不同微藻对 Cd 的去除能力差异,并评述了固定化微藻技术、藻—菌共生体系及基因工程改造等强化技术的应用进展.最后,客观审视了"Cd 污染修复—资源回收"耦合模式的技术瓶颈与生态安全约束,并展望了未来的研究方向.本文可为微藻在重金属污染治理中的应用提供理论依据和技术参考.

Cadmium(Cd),as a heavy metal pollutant characterized by high toxicity and strong bio-accumulation,poses a serious threat to aquatic ecosystems and human health.As important primary pro-ducers,microalgae exhibit high sensitivity to Cd stress while also evolving multilayered tolerance and de-toxification mechanisms,demonstrating great potential in bioremediation.Starting from the toxic effects of Cd on microalgae,this review summarizes the damage characteristics at the levels of growth,photosynthe-sis,oxidative stress,and cellular structure.It then systematically outlines the synergistic detoxification network constructed by microalgae through extracellular sequestration,antioxidant scavenging,chelation and compartmentalization,and active efflux.Furthermore,it compares Cd removal capacities among vari-ous microalgae and discusses the application progress of enhanced technologies such as immobilized mi-croalgae technology,algal-bacterial symbiotic systems,and genetic engineering.Finally,it objectively examines the technical bottlenecks and ecological safety constraints of the"Cd pollution remediation-re-source recovery"coupled model and offers future research perspectives.This review provides a theoretical basis and technical reference for the application of microalgae in the control of heavy metal pollution.

胡诗雨;何沛霜;张佳杰;周玉洋;严姝婷;刘俊

南华大学衡阳医学院 公共卫生学院,典型环境污染与健康危害湖南省重点实验室,湖南 衡阳 421001南华大学衡阳医学院 基础医学院,细胞生物学与遗传学教研室,湖南 衡阳 421001南华大学衡阳医学院 基础医学院,细胞生物学与遗传学教研室,湖南 衡阳 421001南华大学衡阳医学院 基础医学院,细胞生物学与遗传学教研室,湖南 衡阳 421001南华大学衡阳医学院 基础医学院,细胞生物学与遗传学教研室,湖南 衡阳 421001南华大学衡阳医学院 公共卫生学院,典型环境污染与健康危害湖南省重点实验室,湖南 衡阳 421001||南华大学衡阳医学院 基础医学院,细胞生物学与遗传学教研室,湖南 衡阳 421001||南华大学衡阳医学院 基础医学院,生态健康与人类重要疾病防控湖南省高校重点实验室,湖南 衡阳 421001||南华大学衡阳医学院 基础医学院,有色金属矿区耕地重金属污染生态阻抗技术研究衡阳市重点实验室,湖南 衡阳 421001||南华大学衡阳医学院 基础医学院,生物毒理与生态修复衡阳市重点实验室,湖南 衡阳 421001

农业科技

微藻毒性效应解毒机制生物修复

Cdmicroalgaetoxic effectdetoxification mechanismbioremediation

《湖南生态科学学报》 2026 (2)

89-100,12

湖南省自然科学基金项目(2025JJ50152),湖南省大学生创新创业训练计划项目(S202410555224、S202410555048、S202510555304)

10.3969/j.issn.2095-7300.2026.02.012

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