一株溶磷菌对盐地碱蓬修复盐渍土镉污染的促进效应

发布时间：2020-04-05 03:58

【摘要】：受人为和自然因素的影响,重金属和盐渍化影响双重污染的土壤问题日趋严重。课题组前期研究表明盐生植物盐地碱蓬(suaeda salsa)具备一定提取修复盐渍土镉污染的潜力。为提高盐地碱蓬对此类土壤的修复效率,建立溶磷菌-盐地碱蓬修复体系,探讨溶磷菌在盐地碱蓬生长和镉提取修复过程中的促进效应。本论文采用浸根法收集水培(含2%NaCl)盐地碱蓬的根系分泌物,将其作为唯一碳源培养5株具有Cd活化能力的溶磷菌,测定5株溶磷菌在碳源为1 g·L~(-1)的蒙金娜液体培养基中溶磷与活化镉能力。挑选利用根系分泌物繁殖速度较快、且溶磷和活化镉能力均较强的大肠埃希菌(Escherichia),研究其在模拟盐分胁迫下活化Ca_3(PO_4)_2和CdCO_3的性能及代谢产物变化;利用盆栽实验研究了不同营养根际环境下大肠埃希菌在根际的竞争优势,并初步探讨了盐分胁迫下大肠埃希菌对盐地碱蓬修复盐渍土镉污染的促进效应。研究结果表明:(1)在实验室培养条件下,随盐分增加,菌株平均溶P量分别为80.19、78.79、77.54mg·L~(-1),平均活化Cd量依次为17.84、17.30、19.73 mg·L~(-1),说明盐分胁迫的增强并没有阻碍菌株的溶磷功能,且随盐分的增加,促进了大肠埃希菌对Cd的活化。(2)在实验室培养条件下,不同盐分下菌株的代谢物组成有明显变化,0.3、6、12 g·L~(-1)盐分处理下菌株分泌的有机酸分别为5、10、13种,分泌的氨基酸分别为4、8、8种。其中缬氨酸的量随盐分增加显著增加(P0.05)。盐分胁迫下,丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸代谢通路均受到影响。(3)在不同营养根际环境盆栽实验中,盐地碱蓬生物量和根际土壤Cd含量均表现为:无外源添加碳源的对照组显著高于添加碳源的处理组(P0.05),对照组Cd富集系数是处理组的2.37-3.60倍,表明大肠埃希菌在无外源碳源添加的对照组中更具有根际营养竞争优势。(4)在无外源碳源添加条件下的不同盐分胁迫盆栽实验中,4 g·kg~(-1)盐分胁迫下,接菌处理可显著提高盐地碱蓬生物量和根际土壤溶液Cd含量,Cd总活化量平均增加3.17倍,全量和DTPA提取态Cd富集系数平均提高2.63倍。(5)盐分胁迫下大肠埃希菌可正常生长并促进盐地碱蓬镉富集。盐分胁迫后,盐地碱蓬体内Mg离子含量无下降趋势,说明盐分不影响Mg离子在植物光合作用中的重要作用。不同盐分胁迫下接种大肠埃希菌均提高了盐地碱蓬根部Ca~(2+)/Na~+比值,抑制了盐分对盐地碱蓬根部细胞的损伤。8 g·kg~(-1)盐分条件下,盐地碱蓬茎叶和根部K~+/Na~+比值均在接种大肠埃希菌后得到回升,缓解了高盐分对盐地碱蓬的离子毒害效应。
【图文】：

生长曲线,溶磷菌,根系分泌物,生长曲线

余菌株显著低（P<0.05)，仅仅分别为 3.19、2.57 mg·L-1。在活化 Cd 能力方面，阴菌较其余菌株显著强（P<0.05)，达 23.20 mg·L-1，其次是大肠杆菌与不动杆菌，两显著差异，，活化 Cd 能力最弱的是蜡状芽孢杆菌，仅为 2.54 mg·L-1。pH 值与 Cd 活呈负相关，Cd 活化能力越强，pH 值越低。不同溶磷菌对盐地碱蓬根系分泌物的响应差异如图 3-1 所示，5 株菌都能在以盐地碱蓬为唯一碳源的培养基中生长，且均在 10 h到稳定期，但生长趋势存在一定差异。大肠埃希菌菌株稳定期的 OD 值最大，为 0.5肠杆菌菌株稳定期的 OD 值最小，为 0.32。不动杆菌和阴沟肠杆菌的生长曲线在 2下降趋势，大肠埃希菌 40 h 内的生长曲线无下降趋势。综上所述，结合溶磷、活化与生长曲线结果看来，选择溶磷能力最强且活化 Cd 能力较好的大肠埃希菌为后续株。

溶磷,大肠埃希菌,盐分,接菌

暨南大学硕士学位论文迫对目的溶磷菌溶磷能力的影响大肠埃希菌溶磷功能的影响结果如图 3-2 所示，三个从低到高的盐分处对值（扣除不接菌对照值）分别依次为 80.19、78.79、77.54 mg·L-1，接菌均比不接菌对照的溶磷量显著高（P<0.05)，而在不同盐分浓度下显著差异，说明三个盐分浓度下大肠埃希菌都能正常发挥溶磷功能。
【学位授予单位】：暨南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X53

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