海滨锦葵内生真菌棘孢木霉对玉米幼苗的促镉富集效应

发布时间：2020-10-21 04:43

　　 镉被认为是土壤和水中毒性最强的元素之一,它不可生物降解,易于积聚在生物体内,我国土壤的镉污染极其严重,对环境和公众健康造成重大威胁。修复土壤中重金属污染的方法有很多种,大体分为三类:物理修复、化学修复、生物修复。其中生物修复中的微生物—植物联合修复因其具环保性、成本低、效益好而具有广阔的应用前景。植物内生菌与宿主植物形成紧密的共生关系,且具有明显的生物吸附作用,因此本实验对从海滨锦葵中分离出的8种内生真菌中筛选出的耐镉能力最强的棘孢木霉做进一步的接种实验,以研究棘孢木霉增强玉米幼苗耐镉能力和促镉富集的效应。主要研究结果如下:1对从海滨锦葵中分离出的8种内生真菌:棘孢木霉(Trichoderma asperellum)、绳状青霉(Penicillium funiculosum)、枝孢霉(Cladosporium sp.)、黑曲霉(Aspergillus niger)、绿色木霉(Trichoderma viride)、极细链格孢(Alternaria tenuissima)、撕裂蜡孔菌(Ceriporia lacerata)、橘灰青霉(Penicillium aurantiogriseum)进行耐镉性研究发现,棘孢木霉对镉耐受性最高,其次是橘灰青霉、撕裂蜡孔菌、极细链格孢、枝孢菌,绳状青霉、黑曲霉、绿色木霉最不耐受。2经过遗传转化实验在棘孢木霉内转入了含有sGFP基因的载体pCAM-gfp,棘孢木霉转化子在激发光下具有荧光信号,棘孢木霉转化子接种玉米幼苗3天对玉米幼苗根部进行切片观察,激光共聚焦显微镜下可以清楚地看到玉米幼苗根部有明显的荧光信号,棘孢木霉定殖在根系沿细胞间隙生长。3在无镉胁迫下接种棘孢木霉与未接种相比玉米幼苗的株高、干重、鲜重、叶绿素含量和根长都有显著增加分别增加了31.60%、142.08%、64.09%、32.78%和73.02%。在低浓度镉胁迫时(100mg/kg)接种棘孢木霉与未接种的相比对玉米幼苗生长的影响并不显著,而叶中保护酶活性有显著的增加,SOD增加了40.56%,POD增加了44.50%,CAT增加了45.10%,根中只有POD显著增加增加了40.01%:在高浓度镉胁迫时(200 mg/kg)接种棘孢木霉的玉米幼苗与未接种的相比株高、干重、鲜重、叶绿含量和根长显著增加,分别增加了34.26%、218.06%、105.02%、78.79%和44.79%。保护酶活性叶和根中的都显著增加,SOD增加了56.60%和50.40%,POD增加了37.80%和70.20%,CAT增加了44.80%和55.30%。棘孢木霉对玉米幼苗具有一定的促生作用,并且能提高玉米幼苗对镉的抵抗能力。4在镉胁迫下接种棘孢木霉能促进镉在玉米幼苗中的富集,并且使镉主要富集在根部,在低镉胁迫下玉米幼苗体内接种棘孢木霉是未接种总镉含量的2.51倍,在高镉胁迫下玉米幼苗体内接种棘孢木霉是未接种总镉含量的1.67倍,且在低浓度镉和高浓度镉胁迫下接种棘孢木霉的转移系数与未接种的相比分别降低了0.12和0.11,镉有从地上部转移到地下部的趋势。5接种棘孢木霉在无镉胁迫下部分与玉米N吸收代谢相关基因出现一定程度的上调,在镉胁迫下接种棘孢木霉与未接种的相比一部分保护酶相关基因、二价阳离子摄取相关基因以及N吸收代谢相关基因的表达量出现一定程度的上调。上述结果表明棘孢木霉表现出高水平的镉抗性,并且与玉米幼苗形成共生体具有促进玉米幼苗生长,增强玉米幼苗重金属镉的抗性以及促进镉富集的效应,表现出修复镉污染的潜力。
【学位单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X53;S513
【部分图文】：

图 2.1 真菌在不同的镉浓度下的生长a 棘孢木霉 b 撕裂蜡孔菌 c 橘灰青霉 d 绿色木霉 e 极细链格孢 f 枝孢菌g 绳状青霉 h 黑曲霉Fig.2.1. The growth of eight fungi in different cadmium concentration. Trichoderma asperellum、 b. Ceriporia lacerata、 c. Penicillium aurantiogriseud．Trichoderma viride、 e. Alternaria tenuissima 、f . Cladosporium sp.、g. Penicillium funiculosum、 h. Aspergillus niger生长曲线测定耐镉性实验结果如图 2.2 所示所有的菌株干重都随着的增加而在减少。绳状青霉、黑曲霉、橘灰青霉和极细链革孢对 Cd2+的浓度分别为 0.06mg/ml、0.04mg/ml、0.05mg/ml 和 0.05mg/量已经接近 0g 了，也就是菌已经被完全抑制生长了；枝孢菌、撕色木霉在 Cd2+的浓度在 0.3mg/ml 时菌的干重并没有是 0，但是菌

图 2.2 8 种内生真菌在不同的镉浓度的 PDB 培养基中的生长a 棘孢木霉 b 撕裂蜡孔菌 c 绳状青霉 d 黑曲霉 e 绿色木霉 f 橘灰青霉g 极细链格孢 h 枝孢Fig.2.2. Growth curves in the mycelia of eight endophyte strains cultivated for one week in PDBmcdium supplemented with different concentrations of Cd2+a．Trichoderma asperellum b. Ceriporia lacerate c. Penicillium funiculosumd. Aspergillus niger e. Trichoderma viride f. Penicillium aurantiogriseumg. Alternaria tenuissima h. Cladosporium sp..3 小结与讨论从海滨锦葵中分离得到的 8 种内生真菌分别是绿色木霉、橘灰青霉、绳状霉、黑曲霉、撕裂蜡孔菌、极细链革孢、枝孢和棘孢木霉。对这 8 种菌进行金属镉耐受筛选。一般的重金属的耐受实验是以 PDA 培养基中加入重金属不

19图 3.1 pCAM-gfp 质粒图谱Fig.3.1. pCAM-gfp Plasmid profile的遗传转化介导法，将带有sGFP基因的pCAM-gfp载体转入光观察两种方法鉴定后，得到带有绿色荧光蛋白遗传转化的具体方法： pCAM-gfp 载体的农杆菌，在 YEB 固体培养基布，28℃恒温培养箱中倒置培养。单菌落后，挑单菌落接种到含有卡那霉素的 YE/min 振荡培养，培养至 OD600 在 0.6-0.8 之间。培养的农杆菌，8000 r/min，离心 30 秒，收集沉体培养基[含乙酰丁香酮（As）200 μmol/L]重悬
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 高宇;程潜;张梦君;朱振宇;胡婷婷;杨宇;;镉污染土壤修复技术研究[J];生物技术通报;2017年10期

2 杨六脚;;重金属污染土壤修复技术及修复实践[J];乡村科技;2016年24期

3 周萍;文安邦;史忠林;严冬春;龙翼;;三峡库区不同土地利用土壤重金属分布特征与污染评价[J];农业机械学报;2017年07期

4 唐浩;曹乃文;;浅谈我国土壤重金属污染现状及修复技术[J];安徽农学通报;2017年07期

5 倪中应;谢国雄;章明奎;;镉污染农田土壤修复技术研究进展[J];安徽农学通报;2017年06期

6 王维薇;林清;;国内外土壤镉污染及其修复技术的现状与展望[J];绿色科技;2017年04期

7 钱翌;李少权;;硅胶键合醛基型吸附材料的制备及对重金属离子的吸附[J];环境污染与防治;2017年02期

8 邓平香;张馨;龙新宪;;产酸内生菌荧光假单胞菌R1对东南景天生长和吸收、积累土壤中重金属锌镉的影响[J];环境工程学报;2016年09期

9 王玉萍;常宏;李成;梁延超;卢萧;;Ca~(2+)对镉胁迫下玉米幼苗生长、光合特征和PSⅡ功能的影响[J];草业学报;2016年05期

10 张军;王新军;吴秀宁;;镉胁迫对小麦幼苗叶片生理特性的影响[J];商洛学院学报;2016年02期

相关硕士学位论文 前10条

1 聂坚;博落回对镉污染土壤的修复潜力及耐性机理探究[D];湖南大学;2016年

2 莫运才;UV-B辐射结合不同氮素营养水平对铁皮石斛生长及主要活性成分的影响[D];广东药科大学;2016年

3 吴蒨蒨;生物炭增强土壤吸附阿特拉津的作用及机理[D];浙江大学;2016年

4 曾东梅;有机—无机复合稳定剂对土壤重金属稳定化处理的研究[D];广西大学;2015年

5 安红梅;三峡库区耐淹植物内生真菌重金属抗性研究[D];西南大学;2015年

6 黄斌龙;不同基质对卷荚相思容器苗生长及生理过程的影响[D];福建农林大学;2015年

7 尚成江;核—壳型有机/无机杂化材料的制备及其在重金属废水处理中的应用[D];郑州大学;2015年

8 刘莉华;龙葵与微生物联合修复Cd污染土壤研究[D];南昌航空大学;2013年

9 卢邹勇;基于生态系统抑制效应评价土壤重金属的标准研究[D];武汉理工大学;2012年

10 刘霞;螯合剂与表面活性剂对污染塿土中Cu、Pb的淋洗修复研究[D];西北农林科技大学;2012年

本文编号：2849654