不同銅污染水平下植物促生細菌的篩選及其對蘇丹草生長與富集銅的影響.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。能源植物較強的適應(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、促進植物生長的植物促生菌，是研究的關(guān)鍵。
　　禾本科能源植物蘇丹草(Sorghumsudanense(Piper)St

2、apf.)有較強的適應(yīng)性，不僅生長快、根系發(fā)達，且生物量較大。本試驗研究不同Cu污染水平對蘇丹草生長和吸收Cu的影響，試驗結(jié)果表明:蘇丹草對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Cu的積累量達到163.77μg，在高水平Cu污染(HS)的土壤中蘇丹草對Cu的積累量達到3811.10μg。
　　本文通過聚合酶鏈式反應(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、根際土壤細菌的群落結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)高水平的Cu污染對蘇丹草非根際、根際土壤細菌群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著影響。對不同Cu污染環(huán)境中細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。
　　本試驗以細菌對Cu的抗性和產(chǎn)ACC脫氨酶的能力作為初篩指標從蘇丹草根際、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。對它們的生物學(xué)特性進行測定發(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Cu和抗生素也都具有一定的抗性。通過16SrRNA基因序列的測定發(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)境中對蘇丹草幼苗生長

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)境中對于蘇丹草幼苗有較強的促生作用，當(dāng)Cu濃度升至4mg·L-1時供試菌株提高了蘇丹草幼苗對Cu的耐受性，并篩選到一株具有Cu抗性的內(nèi)生促生細菌K3-2(Enterobacteraerogenes)。
　　通過對供試菌株K3-2（Enterobacteraerogenes）進行土壤盆栽試驗來研究K3-2在不同Cu污染水平(LS、MS、HS)下對蘇丹草生長和吸收富集Cu

6、的影響。結(jié)果表明，供試菌株K3-2能提高可培養(yǎng)細菌的總數(shù)量和植物促生細菌的比例;隨著土壤中Cu濃度的增加，Cu對蘇丹草生長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能促進蘇丹草根部對Cu的吸收或向地上部轉(zhuǎn)運，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％，后兩者均達到顯著差異(p＜0.05)。由此可見，供試菌株K3-2能顯著促進蘇丹草的生長，活化土壤中重金屬Cu，強化蘇丹草