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文檔簡介
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,植物修復技術逐漸成為熱點。能源植物較強的適應性,可被用作礦區(qū)廢棄地污染的修復材料,利用能源植物來修復礦區(qū)廢棄地,不僅可以解決污染土壤的修復問題,還可以產(chǎn)生生物質能源原料。植物的生物量決定了植物對重金屬污染土壤的修復效率和修復效果。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,是研究的關鍵。
禾本科能源植物蘇丹草(Sorghumsudanense(Piper)St
2、apf.)有較強的適應性,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-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構,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構產(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
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