近年來，我國土壤重金屬鎘（Cd）污染問題日益嚴(yán)重。Cd是最毒重金屬元素之一，易被植物吸收，且可通過食物鏈嚴(yán)重威脅人類健康。植物修復(fù)技術(shù)是一種新興的綠色生態(tài)技術(shù)，它廣泛利用植物的新陳代謝活動來固定、提取環(huán)境中的污染物質(zhì)。植物修復(fù)技術(shù)的核心是找到超富集植物，但現(xiàn)已知的超富集植物存在生物量低、生長緩慢、地域性較強(qiáng)和修復(fù)時間較長等缺陷，且研究對象多集中于礦區(qū)及草本植物，而對于木本植物的研究甚少。
基于此，在國家科技支撐計劃重點項目支持下，中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所城市生態(tài)組副研究員劉周莉自2005年以來，一直致力于木本植物對重金屬Cd富集潛力及生理響應(yīng)方面的研究。通過室內(nèi)水培與室外土培相結(jié)合的研究方法，經(jīng)篩選研究發(fā)現(xiàn)忍冬（Lonicera japonica Thunb.）在較高濃度的Cd脅迫環(huán)境中，不僅能夠保持正常的生長，其莖和地上部中Cd含量分別達(dá)到344.49 mg kg-1和286.12 mg kg-1，遠(yuǎn)高于Cd超富集植物臨界含量標(biāo)準(zhǔn)（100 mg kg-1），且與一些已發(fā)現(xiàn)的超富集植物相比，在更短的時間內(nèi)根、莖和地上部中能夠積累更多的Cd，由此忍冬被認(rèn)定為一種新的Cd超富集木本植物。
另外，在研究中還發(fā)現(xiàn)低濃度Cd不僅不妨礙植株生長，反而具有一定的刺激作用，這一現(xiàn)象符合毒理學(xué)研究熱點Hormesis（毒物興奮）效應(yīng)特征，而引起研究者關(guān)注。一方面，考慮到在實際生活中，人們更多面對的是低濃度重金屬的土壤污染問題，比如我國典型的Cd污染區(qū)——沈陽張士污灌區(qū)，其土壤中Cd平均含量為1.76-7.03 mg kg-1（相當(dāng)于人工模擬試驗中的低濃度脅迫），若在此低污染環(huán)境中種植忍冬，既可以保持其很好的生長狀態(tài)美化環(huán)境，又有利于其穩(wěn)定、持續(xù)地吸收積累污染環(huán)境中的Cd以凈化土壤；另一方面，在高濃度Cd污染環(huán)境下，忍冬仍可以保持正常生長，發(fā)揮其超富集特性，這對于污染土壤的實地修復(fù)具有重要的現(xiàn)實意義。因此開展了國家自然科學(xué)青年基金項目（41301340）“忍冬對鎘超富集機(jī)理及其與Hormesis效應(yīng)關(guān)系的研究”，結(jié)果表明：Hormesis效應(yīng)可有效激發(fā)植物體內(nèi)防御系統(tǒng)，增強(qiáng)抗氧化能力、清除自由基，快速誘導(dǎo)保護(hù)性依賴產(chǎn)生適應(yīng)性反應(yīng)，有助于其超富集特性的發(fā)揮，而這在一定程度上與Calabrese and Baldwin、Kaiser等學(xué)者在Nature，Science 和Plant Physiology 雜志提出的機(jī)制假說吻合。相關(guān)研究結(jié)果已在國內(nèi)外雜志上發(fā)表，其中在Journal of Hazardous Materials上發(fā)表的題為Accumulation and tolerance characteristics of cadmium in a potential hyperaccumulator - Lonicera japonica Thunb 的論文引用頻次已達(dá)79。
不同濃度Cd處理對忍冬的積累特性、葉綠素含量和抗氧化酶活性的影響
