不同銅污染水平下植物促生細(xì)菌的篩選及其對(duì)蘇丹草生長(zhǎng)與富集銅的影響.pdf

1、礦區(qū)廢棄地重金屬污染土壤治理成為研究的重要課題，植物修復(fù)技術(shù)逐漸成為熱點(diǎn)。能源植物較強(qiáng)的適應(yīng)性，可被用作礦區(qū)廢棄地污染的修復(fù)材料，利用能源植物來修復(fù)礦區(qū)廢棄地，不僅可以解決污染土壤的修復(fù)問題，還可以產(chǎn)生生物質(zhì)能源原料。植物的生物量決定了植物對(duì)重金屬污染土壤的修復(fù)效率和修復(fù)效果。因此，選擇優(yōu)良的能源植物，篩選到高效、促進(jìn)植物生長(zhǎng)的植物促生菌，是研究的關(guān)鍵。
　　禾本科能源植物蘇丹草(Sorghumsudanense(Piper)St

2、apf.)有較強(qiáng)的適應(yīng)性，不僅生長(zhǎng)快、根系發(fā)達(dá)，且生物量較大。本試驗(yàn)研究不同Cu污染水平對(duì)蘇丹草生長(zhǎng)和吸收Cu的影響，試驗(yàn)結(jié)果表明:蘇丹草對(duì)Cu的富集總量隨著土壤中Cu污染水平的增加而升高，在低水平Cu污染(LS)的土壤中蘇丹草對(duì)Cu的積累量達(dá)到163.77μg，在高水平Cu污染(HS)的土壤中蘇丹草對(duì)Cu的積累量達(dá)到3811.10μg。
　　本文通過聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)-變性梯度凝膠電泳(PCR-DGGE)手段研究了不同Cu污染水平下

3、，蘇丹草非根際、根際土壤細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)高水平的Cu污染對(duì)蘇丹草非根際、根際土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著影響。對(duì)不同Cu污染環(huán)境中細(xì)菌具有的特定生物學(xué)特性的研究發(fā)現(xiàn):LS中菌株產(chǎn)吲哚乙酸(IAA)、鐵載體、1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸(ACC)脫氨酶和精氨酸脫羧酶(ADC)的比例高于MS、HS。
　　本試驗(yàn)以細(xì)菌對(duì)Cu的抗性和產(chǎn)ACC脫氨酶的能力作為初篩指標(biāo)從蘇丹草根際、非根際土壤及根內(nèi)共分離篩選到6株具有Cu抗性和產(chǎn)ACC脫氨酶的菌

4、株:K3-2、K3-9、N3G-5、K1-6、H1F-7和N2G-9。對(duì)它們的生物學(xué)特性進(jìn)行測(cè)定發(fā)現(xiàn)這些菌株都具有多種促生特性，能夠適應(yīng)多種環(huán)境，對(duì)Cu和抗生素也都具有一定的抗性。通過16SrRNA基因序列的測(cè)定發(fā)現(xiàn)，K3-2和K3-9屬于產(chǎn)氣腸桿菌屬，K1-6屬于根瘤菌屬，N3G-5屬于微桿菌屬，H1F-7屬于芽孢桿菌屬，N2G-9株屬于不動(dòng)桿菌屬。
　　在水瓊脂平皿條件下，研究了6株供試菌株在不同Cu濃度環(huán)境中對(duì)蘇丹草幼苗生長(zhǎng)

5、和吸收Cu的影響。結(jié)果表明供試菌株在Cu濃度為0mg·L-1的環(huán)境中對(duì)于蘇丹草幼苗有較強(qiáng)的促生作用，當(dāng)Cu濃度升至4mg·L-1時(shí)供試菌株提高了蘇丹草幼苗對(duì)Cu的耐受性，并篩選到一株具有Cu抗性的內(nèi)生促生細(xì)菌K3-2(Enterobacteraerogenes)。
　　通過對(duì)供試菌株K3-2（Enterobacteraerogenes）進(jìn)行土壤盆栽試驗(yàn)來研究K3-2在不同Cu污染水平(LS、MS、HS)下對(duì)蘇丹草生長(zhǎng)和吸收富集Cu

6、的影響。結(jié)果表明，供試菌株K3-2能提高可培養(yǎng)細(xì)菌的總數(shù)量和植物促生細(xì)菌的比例;隨著土壤中Cu濃度的增加，Cu對(duì)蘇丹草生長(zhǎng)的抑制作用越來越明顯，接菌K3-2處理的LS、MS、HS蘇丹草根部干重比接滅活菌K3-2的對(duì)照處理分別增加了14.69％，21.45％和27.96％，均差異顯著(p＜0.05)，MS蘇丹草地上部干重比對(duì)照增加了21.22％，差異顯著(p＜0.05);接種Cu抗性內(nèi)生促生菌在一定程度上降低了根際土壤的pH，但卻增加了土

7、壤中水溶態(tài)Cu的含量;(植)物組織中的Cu含量和植物的富集總量隨著土壤中Cu濃度的升高而增加;在LS、MS、HS中，接菌K3-2能促進(jìn)蘇丹草根部對(duì)Cu的吸收或向地上部轉(zhuǎn)運(yùn)，使蘇丹草地上部Cu的富集總量分別提高了10.49％，59.91％和40.30％，根部Cu的富集總量分別提高了3.64％，73.71％和58.17％，后兩者均達(dá)到顯著差異(p＜0.05)。由此可見，供試菌株K3-2能顯著促進(jìn)蘇丹草的生長(zhǎng)，活化土壤中重金屬Cu，強(qiáng)化蘇丹草