植物促生細(xì)菌強(qiáng)化能源植物修復(fù)銅污染土壤效應(yīng)及其機(jī)制研究.pdf

1、礦區(qū)廢棄地重金屬污染問題日益嚴(yán)重，植物修復(fù)被認(rèn)為是成本低廉、操作簡單、環(huán)境友好的土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)。但超積累植物生長慢生物量小，土壤中重金屬的生物有效性低，制約了植物的修復(fù)效率。許多微生物可通過多種方式影響植物的生長和土壤重金屬的形態(tài)以及植物對土壤重金屬的耐受、富集，從而影響植物對重金屬的修復(fù)效率。因此，篩選優(yōu)良的植物促生菌株，尋找穩(wěn)定高效的能源植物-細(xì)菌修復(fù)體系，研究其相互作用方式，不僅對深入理解重金屬污染環(huán)境中植物-微生物相互作

2、用機(jī)制有重要的意義，并可為發(fā)展能源植物-微生物聯(lián)合修復(fù)重金屬銅污染土壤提供理論依據(jù)和新的技術(shù)途徑。
　　分離到16株產(chǎn)IAA和鐵載體的菌株，考察其ACC脫氨酶、溶磷、固氮等促生特性，從土壤中篩選到TC1菌株，從胡枝子（Lespedeza bicolor.Turcz）中篩選到TGL2菌株，并從實(shí)驗(yàn)室保藏的菌株中選擇W33菌株作為后續(xù)試驗(yàn)的供試菌株。研究了三株供試菌株的生理生化和植物促生特性，并通過16S rRNA基因序列測定與分析，

3、將3株供試菌株鑒定為Arthrobacter sp.、Rhizobium spp.2個屬。
　　在搖瓶條件下研究了供試菌株對堿式碳酸銅和土壤中不溶性銅的活化作用，發(fā)現(xiàn)菌株TC1、TGL2對堿式碳酸銅的活化均具有較強(qiáng)的作用，接菌處理的培養(yǎng)液中Cu2+含量分別比對照顯著增加了622.8％、630.6％，達(dá)到48.9mg·L-1、49.4mg·L-1;菌株TC1、TGL2對土壤中不溶性銅也具有一定的活化作用，接菌處理的土壤水溶性Cu含量

4、分別比對照顯著性提高47.3％、55.6％。
　　通過土壤盆栽試驗(yàn)研究了菌株對紫花苜蓿（Medicago sativa）生長及富集Cu效應(yīng)的影響。研究發(fā)現(xiàn)，兩株根瘤菌TGL2、W33均能顯著地促進(jìn)苜蓿的生長，其中接種TGL2促進(jìn)紫花苜蓿地上部和根部生物量分別提高了183.8％、214.4％;接種W33促進(jìn)紫花苜蓿地上部和根部生物量分別提高了243.5％、269.3％;與對照比，三株供試菌株TC1、TGL2、W33處理分別顯著提高苜

5、蓿全株銅富集量達(dá)28.8％、237.8％、258.7％。
　　通過土壤盆栽試驗(yàn)研究了供試細(xì)菌在銅脅迫條件下促進(jìn)油菜（Brassica napus L.）和雜交狼尾草（Pennisetum americanum × P.pulpureum）吸收富集Cu效應(yīng)。發(fā)現(xiàn)供試菌株促進(jìn)油菜生物量的增加和提高Cu含量的效果均好于狼尾草。接種菌株TC1、W33分別顯著提高油菜地上部生物量達(dá)24.6％、26.5％，分別顯著提高油菜根部生物量達(dá)25.0

6、％、24.6％。接種菌株TC1顯著提高油菜根部銅含量24.0％;接種菌株W33分別顯著提高油菜地上部和根部銅含量24.2％、37.1％。菌株TC1、W33分別顯著提高油菜總Cu吸收量達(dá)39.7％、59.1％。
　　通過對油菜生理代謝和根際土壤理化性質(zhì)的研究發(fā)現(xiàn)，三株供試菌株均能顯著提高油菜根際土壤中水溶性K含量。菌株W33顯著提高了油菜葉綠素含量。菌株TC1促進(jìn)油菜根內(nèi)蘋果酸的含量顯著提高了393.7％，根內(nèi)丁二酸的含量顯著提高了

7、341.9％;菌株TGL2促進(jìn)油菜根內(nèi)檸檬酸的含量顯著提高了299.5％;菌株W33促進(jìn)油菜根內(nèi)丁二酸的含量顯著提高了438.2％。
　　通過PCR-DGGE手段研究了接種供試菌株處理后油菜根際土壤和根內(nèi)生細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)的變化情況。發(fā)現(xiàn)接種的供試菌株均能較好的定殖于油菜的根際和根內(nèi);接菌對根際土壤中微生物群落結(jié)構(gòu)的影響不明顯，但是對于油菜根內(nèi)生細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了一定的影響。Proteobacteria（變形菌門）、Firmicu