植物促生菌與CO2聯(lián)合作用對(duì)商陸和籽粒莧富集銫的影響及其相關(guān)機(jī)理研究.pdf

1、隨著核工業(yè)的發(fā)展和核技術(shù)的廣泛應(yīng)用,核爆試驗(yàn)或核泄漏事故等,使放射性核素不可避免的進(jìn)入環(huán)境,這些放射性核素進(jìn)入環(huán)境(大氣、水體和土壤)后,對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類(lèi)健康造成潛在的危害,其中半衰期長(zhǎng)、生成率高的137Cs,被認(rèn)為生物學(xué)上最危險(xiǎn)的放射性核素之一。治理核素污染的常規(guī)的物理、化學(xué)和工程等方法由于成本高,易造成二次污染,且難以用于治理環(huán)境中大面積污染。植物修復(fù)具有較好的應(yīng)用前景,但它存在修復(fù)效率低、周期長(zhǎng)等局限性。如何增加單位面積上植物生物

2、量、對(duì)放射性核素的吸收量以提高植物修復(fù)的相對(duì)效率成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。接種微生物是重要的輔助手段,另一方面,大氣CO2濃度升高增加植物對(duì)礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收,促進(jìn)植物生長(zhǎng)。因此,研究大氣CO2濃度升高與微生物聯(lián)合作用對(duì)植物吸收重金屬或放射性核素污染物的影響成為一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。
　　 本文選擇一株具有多種重金屬(鉛、鎘、銅、鋅)抗性且能產(chǎn)生植物生長(zhǎng)激素、固氮、溶解難溶性無(wú)機(jī)磷等性質(zhì)的植物促生菌Burkholderia sp.D54,進(jìn)行

3、解鉀、耐銫、富集銫能力研究,并在此基礎(chǔ)上通過(guò)水培和土培盆栽試驗(yàn)研究接種Burkholderia sp.D54和CO2濃度升高植物對(duì)Cs吸收的影響,并從植物根系形態(tài)、鉀的吸收、植物光合速率、葉綠素含量、抗氧化酶活性等探討其可能性機(jī)制。選題具有重要的理論意義與實(shí)用價(jià)值。得出以下主要結(jié)論:
　　 (1)耐重金屬的Burkholderia sp.D54.對(duì)Cs表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐性,在培養(yǎng)基銫含量達(dá)到50mM時(shí)能生長(zhǎng)；100 mL養(yǎng)液中,接種

4、1 mL母液(1.8×107cfu·mL-1)培養(yǎng)3天后可獲得0.1737g菌體干物重。伯克氏菌細(xì)胞可以富集大量的銫,細(xì)胞對(duì)銫富集量達(dá)到45±3.85 mg.g-1(干重菌體),培養(yǎng)液中的銫去除率達(dá)到58.77％。
　　 (2)伯克氏菌Burkholderia sp.D54能分泌大量有機(jī)酸,培養(yǎng)4天后培養(yǎng)液pH值從6.5降至2.5,在含云母的培養(yǎng)液中接種Burkholderia sp.D54能有效溶解云母中的鉀,相比不接種試驗(yàn),

5、培養(yǎng)液中鉀含量顯著增加。
　　 (3)水培籽粒莧接種Burkholderia sp.D54增加籽粒莧的生物量和銫的吸收量,大多未達(dá)到顯著水平,但提高籽粒莧對(duì)銫的耐性指數(shù)和富集系數(shù),一定程度上提高了籽粒莧對(duì)銫的修復(fù)效率。抗生素氨芐青霉素影響籽粒莧生長(zhǎng),植物與微生物聯(lián)合試驗(yàn)中,添加氨芐青霉素作為微生物對(duì)照處理對(duì)不同植物影響不一樣,應(yīng)該先進(jìn)行植物影響試驗(yàn)。
　　 (4)正常CO2濃度土培試驗(yàn)中,接種Burkholderia s

6、p.D54美洲商陸和籽粒莧總生物量(干物重)分別比增加19.8％～33.4％和22.9％～76.6％:大氣CO2濃度升高土培試驗(yàn)中,接種Burkholderiasp.D54美洲商陸和籽粒莧總生物量分別增加22％～139％和14％～254％。
　　 (5)正常CO2濃度土培試驗(yàn)中,接種BurkhoMeria sp.D54美洲商陸和籽粒莧地上部銫含量分別增加4.9％～22.4％和8.1％～19.4％,根中銫含量分別增加6.8％～15

7、.7％和1.1％～10.8％；大氣CO2濃度升高土培試驗(yàn)中,接種Burkholderia sp.D54.美洲商陸和籽粒莧地上部銫含量分別增加10％～47％和32％～46％,根中銫含量分別增加27％～56％和35％～38％。
　　 (6)土壤中的銫抑制植物對(duì)鉀的吸收,鉀參與植物葉綠素的合成,從而影響植物葉綠素含量和光合反應(yīng)速率,正常大氣CO2濃度和CO2濃度升高條件下,接種Burkholderia sp.D54增加了植物對(duì)鉀的吸收