NTA和銅綠假單細(xì)胞菌ATCC 9027對(duì)苧麻修復(fù)重金屬Cd污染土壤的研究.pdf

1、鎘(Cadmium，Cd)作為一種具有毒性的重金屬，由于其生物毒性較大、遷移能力強(qiáng)、不能被生物降解，容易通過(guò)食物鏈在人體和動(dòng)植物內(nèi)富集，對(duì)動(dòng)植物以及人體的健康造成很大危害。因此，治理和修復(fù)土壤重金屬Cd的污染是人類亟待解決的重要問(wèn)題。植物修復(fù)是一種通過(guò)在污染土壤上種植綠色植物來(lái)吸收、提取、隔離污染物經(jīng)濟(jì)、安全且環(huán)境友好的修復(fù)技術(shù)。外源物質(zhì)誘導(dǎo)植物修復(fù)技術(shù)作為植物修復(fù)技術(shù)的衍生，以其高效性被廣泛研究和應(yīng)用。
　　本實(shí)驗(yàn)以湖南省本土的

2、植物苧麻(Boehmeria nivea(L.) Gaud.)作為研究材料，以重金屬Cd為污染土壤，采用可生物降解的螯合劑NTA和微生物銅綠假單細(xì)胞菌ATCC9027為外源添加物，通過(guò)盆栽實(shí)驗(yàn)，研究不同濃度外源物質(zhì)NTA（5mmol/kg、10 mmol/kg、20 mmol/kg）和接種次數(shù)不同的銅綠假單細(xì)胞菌ATCC9027對(duì)Cd脅迫下苧麻所受毒害的緩解效應(yīng)和機(jī)制研究，主要分析了Cd污染下苧麻的生長(zhǎng)、苧麻對(duì)Cd的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)、苧麻光合

3、作用以及抗氧化系統(tǒng)，探索了NTA和菌株對(duì)增強(qiáng)苧麻對(duì)Cd耐受性的機(jī)理，為提高苧麻修復(fù)重金屬污染能力提供參考依據(jù)。研究得出的主要結(jié)論如下:
　　1、苧麻作為一種耐重金屬Cd的植物，對(duì)重金屬Cd有一定的富集能力。植物體內(nèi)Cd含量分布情況表現(xiàn)為根部＞莖部＞葉部，植物富集重金屬主要富集在根部，部分轉(zhuǎn)移到莖葉組織，能有效地減輕地上部分受重金屬的毒害。但是，在重金屬Cd濃度30mg/kg、50mg/kg的脅迫下，能對(duì)植物苧麻正常生長(zhǎng)以及代謝造成

4、不同程度的損傷。具體表現(xiàn)在植物的生長(zhǎng)受到抑制、生長(zhǎng)量降低;MDA含量升高，葉綠素和可溶性蛋白質(zhì)含量下降，這些表現(xiàn)說(shuō)明苧麻在Cd脅迫的環(huán)境下適應(yīng)性的調(diào)節(jié)作用。
　　2、在重金屬Cd脅迫下，施加低濃度NTA（5 mmol/kg）體現(xiàn)出與Cd拮抗作用，可以適當(dāng)緩解植物苧麻受到毒害作用，緩解Cd造成的生長(zhǎng)抑制，而高濃度NTA（10 mmol/kg、20 mmol/kg）與Cd表現(xiàn)出協(xié)同作用。尤其在50mg/kgCd脅迫下，高濃度NTA(1

5、0 mmol/kg、20 mmol/kg)表現(xiàn)為，其生物量顯著下降、葉綠素含量降低、MDA含量的顯著升高。但是施加NTA，植株的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)TF顯著提高，能夠顯著提高植物吸收重金屬由地下部分向地上部分轉(zhuǎn)移，在重金屬Cd30mg/kg、50mg/kg的脅迫下分別施加NTA，使轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)TF分別增加了17.4％-36.2％、74.5％-81.8％。
　　3、Cd脅迫下，接種銅綠假單細(xì)胞菌ATCC9027菌株，對(duì)苧麻的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，能夠顯著

6、地促進(jìn)苧麻生長(zhǎng)量和葉綠素含量。接種菌株能明顯提高植物吸收重金屬含量，尤其提高了根部重金屬的吸收。與單一Cd脅迫比較，接種銅綠假單細(xì)胞菌ATCC9027菌種的實(shí)驗(yàn)組組，其根部的Cd含量增長(zhǎng)了54％-96％(30 mg/kg Cd)、13％-104％(50 mg/kg Cd)。且接種菌種的實(shí)驗(yàn)組，其苧麻積累鎘的平均含量是添加NTA實(shí)驗(yàn)組的1.95倍(30 mg/kg Cd)、的1.54倍(50 mg/kg Cd)。
　　4在重金屬Cd

7、的脅迫下，添加NTA會(huì)與重金屬Cd協(xié)調(diào)作用，促使苧麻的抗氧化防御體系造成損傷;而接種菌液對(duì)植物體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)起著緩解作用。說(shuō)明接種菌種能緩解Cd對(duì)苧麻的膜脂過(guò)氧化損傷。能夠保護(hù)植物苧麻體的細(xì)胞完整性，降低苧麻體內(nèi)的MDA含量，降低ROS水平，從而緩解在Cd脅迫下對(duì)苧麻引起的過(guò)氧化損傷。
　　5、與螯合劑NTA相比較，其銅綠假單細(xì)胞菌ATCC9027對(duì)苧麻修復(fù)土壤重金屬Cd效果佳。在30 mg/kg Cd脅迫下，菌株的最適宜濃度為添