项目名称：二氧化碳和EDTA诱导节节草抗铜、铝毒害及机制

团队成员：王子宸、孙春博、郑大为

指导教师：樊佳

获奖等级：国家级一等奖

项目简介：

土壤重金属污染已成为全球范围内面临的严重环境问题之一，植物修复技术以其成本低、效果好、残余少、可重复利用等优点逐渐成为土壤修复研究的前沿领域。土壤中铜、铝元素毒性大，迁移性强，在食物链中具有显著的级联放大效应。项目组成员通过实验发现，超富集植物节节草显现出对铜和铝的特殊耐受性，并且通过改变自身的色素含量和分布、提高氧化应激水平（SOD、POD活性）以及胞内的区室化分布等手段富集铜、铝元素并减轻其毒害，使自身在高胁迫（3200mg·kg^-1铜、铝）的环境下仍能生存。同时，实验结果表明，金属元素的应激反应与铜转运蛋白COPT的表达量增加有关，在胞内信号通路的串扰下影响相关氧化酶、色素的表达。本项目组的研究还证实CO2和EDTA对这一胁迫响应过程有协同促进的作用，可显著提高节节草的金属富集效率。在应用水平上，节节草可有效解决电池污染土壤的修复，种植两周后节节草可将电池污染土壤中铜含量降至低生物毒害的水平。

获奖经验：

在选题之初，项目组成员们先请教了往届获奖的学长，学习了诸多备赛方法，考虑到近年来严重危害生态安全的重金属毒害，将课题定为“二氧化碳和EDTA诱导节节草抗铜、铝毒害及机制”。科学探究类赛道非常重视实验设计和实验记录，成员们在完成实验操作的同时，认真做好每次实验数据的记录、分析和讨论，实验记录附件参照实验报告的格式书写，有完整的实验方法、实验结果与分析，讨论等内容。在实验进行过程中，不可避免的遇到很多问题，实验室条件限制、课业繁忙、时间紧迫，针对这些问题，成员们不放过任何课余时间，合理安排各成员的空闲时间，大家齐心协力，共同完成了预期的实验内容。项目经过了网络初评，省赛和国赛三个阶段，在备赛环节，学院组织了两次预答辩，成员们认真听取了专家们的意见：自己先准备一个知识库，设想评委会提出哪些问题？怎么回答才能体现自己的科学素养？小组成员意见不统一时，认真听取指导老师的建议，不断打磨参赛作品。回想整个参赛过程，成员们一致认为只有以认真负责、踏实肯干的态度去对待比赛，在日积月累中不断总结探索，才能在比赛中取得理想的成绩。

图1 实验流程图及技术路线图

图2 项目实验过程