丛枝菌根真菌（AMF）提高植物修复土壤重金属Pb污染的作用机制
发布时间：2023-04-07 04:20
本研究通过对陕西凤县铅锌污染矿区多种林木富集重金属元素的特征,以及不同树种根系丛枝菌根真菌(Arbuscular myc or rhiza l fungi,AMF)定殖情况的调查研究,选出适合当地环境并具有土壤重金属修复开发潜力的候选树种。对候选树种采用随机片段长度多态性分析技术(RFLP)测定了其根系和根际的AMF群落结构及其多样性特征,确定出铅锌污染矿区AMF的优势菌种和重金属抗性菌种。将优势菌种接种候选树种进行室内盆栽试验,研究重金属Pb胁迫条件下,优势AMF对候选树种生长、Pb富集特征、光合系统和抗氧化酶系统的综合影响,阐明AMF增强宿主植物重金属抗性和植物修复效率的机制,探讨优势AMF在植物竞争关系以及重金属修复效率中的作用。取得的主要结果如下:1.铅锌矿区林木对重金属的富集特征及根系AMF的定殖特征对陕西凤县铅锌矿区15种林木根系AMF定殖及重金属富集特征的调查研究表明,所调查的15种林木均可以与AM F形成共生结构—丛枝菌根(AM),且随着重金属Pb和Zn浓度的升高,林木根系的菌根侵染率(MC)、菌根侵染强度(M%)以及孢子密度(SD)逐渐降低,而其丛枝密度(A%)与土壤...
【文章页数】：150 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 土壤重金属污染概述
1.1.1 土壤重金属污染物的来源
1.1.2 土壤重金属污染的危害
1.1.3 土壤重金属污染现状及治理
1.2 土壤重金属污染的修复技术
1.2.1 土壤重金属污染的传统修复技术
1.2.2 土壤重金属污染的生物修复技术
1.3 重金属Pb胁迫对植物的影响
1.3.1 Pb胁迫对植物生长发育的影响
1.3.2 Pb胁迫对植物种子萌发的影响
1.3.3 Pb胁迫对植物营养元素吸收和分配的影响
1.3.4 Pb胁迫对植物光合作用的影响
1.3.5 Pb胁迫对植物抗氧化酶系统的影响
1.4 植物对Pb胁迫的抗性机理
1.4.1 质膜的选择透过性
1.4.2 根系分泌物
1.4.3 细胞壁的固定
1.4.4 液泡的区隔化
1.4.5 金属有机配体的螯合
1.5 丛枝菌根真菌(AMF)分类系统及其功能概述
1.5.1 AMF分类系统
1.5.2 AMF物种多样性
1.5.3 AMF物种多样性的影响因素
1.5.4 AMF在植物修复土壤重金属污染中的作用
1.6 研究的目的和意义
第二章 铅锌矿区林木对重金属的富集特征及根系AMF的定殖特征
2.1 材料与方法
2.1.1 采样地概况
2.1.2 样品采集
2.1.3 土壤理化性质分析
2.1.4 植物样品的重金属含量测定
2.1.5 菌根侵染参数和AMF孢子密度测定
2.2 数据处理与分析
2.3 结果与分析
2.3.1 土壤理化性质
2.3.2 菌根侵染参数和AMF孢子密度
2.3.3 林木对重金属的富集特征
2.3.4 重金属富集系数与转移系数
2.3.5 土壤理化因子与生物因子
2.4 讨论
2.4.1 铅硐山铅锌矿区重金属污染基本状况
2.4.2 AMF定殖状况与土壤因子的关系
2.4.3 树木富集重金属的基本特征
2.4.4 树木对不同重金属的选择吸收性
2.4.5 候选树种评价
2.4.6 树木重金属富集特征的非生物影响因子
2.4.7 树木重金属富集特征的生物影响因子
2.5 总结
第三章 铅锌矿区刺槐根系和根际土壤AMF群落多样性
3.1 材料与方法
3.1.1 采样地概况
3.1.2 采样方法
3.1.3 土壤理化性质分析
3.1.4 菌根侵染率(MC)的测定
3.1.5 AMF孢子的分离
3.1.6 样品总DNA的提取
3.1.7 限制性片段长度多态性(RFLP)分析
3.2 数据处理和分析
3.2.1 RFLP酶切图谱分析
3.2.2 AMF群落系统进化树的构建
3.2.3 AMF群落多样性指数
3.2.4 冗余分析(RDA)与主成分分析(PCA)
3.2.5 显著性分析与相关性分析
3.3 结果与分析
3.3.1 土壤理化性质和AMF侵染状况
3.3.2 AMF群落系统进化树
3.3.3 刺槐根系样品的AMF群落多样性
3.3.4 刺槐根际土壤样品的AMF群落多样性
3.3.5 基于刺槐根际土孢子的AMF群落多样性
3.3.6 AMF群落多样性指数
3.3.7 AMF群落多样性与环境因子
3.4 讨论
3.4.1 铅锌矿区的优势AMF菌群
3.4.2 不同样品中的AMF群落多样性差异
3.4.3 AMF群落多样性与环境因子的关系
3.5 总结
第四章 AMF增强刺槐抗Pb性的机制研究
4.1 材料和方法
4.1.1 试验材料
4.1.2 试验设计
4.1.3 菌根侵染率(MC)的测定
4.1.4 气体交换参数的测定
4.1.5 叶绿素荧光参数的测定
4.1.6 生长指标的测定
4.1.7 重金属Pb浓度的测定
4.1.8 光合色素含量的测定
4.1.9 抗氧化酶的提取及活性测定
4.1.10 H2O2含量的测定
4.1.11 丙二醛(MDA)含量的测定
4.2 数据处理与分析
4.3 结果与分析
4.3.1 菌根侵染率(MC)
4.3.2 AMF对刺槐幼苗生长指标的影响
4.3.3 AMF对刺槐幼苗重金属Pb富集特征的影响
4.3.4 AMF对刺槐幼苗叶绿素荧光参数的影响
4.3.5 AMF对刺槐幼苗气体交换参数的影响
4.3.6 AMF对刺槐幼苗光合色素含量的影响
4.3.7 AMF对刺槐幼苗抗氧化酶活性的影响
4.3.8 AMF对刺槐幼苗H2O2含量和MDA含量的影响
4.4 讨论
4.4.1 重金属Pb对菌根侵染率(MC)的影响
4.4.2 AMF对刺槐Pb富集特征的影响
4.4.3 AMF对刺槐幼苗光合色素含量的影响
4.4.4 AMF对刺槐幼苗叶绿素荧光参数的影响
4.4.5 AMF接种对刺槐幼苗气体交换参数的影响
4.4.6 重金属Pb胁迫对刺槐幼苗抗氧化酶系统的影响
4.4.7 AMF对刺槐幼苗抗氧化酶系统的影响
4.5 总结
第五章 AMF对重金属修复效率及植物互作关系的影响
5.1 材料与方法
5.1.1 细菌悬浮液制备
5.1.2 种子萌发和AMF菌剂
5.1.3 土壤基质
5.1.4 试验设计
5.1.5 菌根侵染率(MC)的测定
5.1.6 植物生长指标的测定
5.1.7 植物重金属Pb浓度的测定
5.1.8 植物气体交换参数的测定
5.1.9 植物叶绿素含量的测定
5.1.10 植物营养元素含量的测定
5.2 数据处理与分析
5.3 结果与分析
5.3.1 菌根侵染率(MC)
5.3.2 植物生长指标
5.3.3 植物营养元素含量
5.3.4 植物重金属Pb浓度
5.3.5 植物间的相对作用强度(RII)
5.4 讨论
5.4.1 豆科植物具有较高的菌根依赖度(MD)
5.4.2 豆科草本提高刺槐的菌根侵染率(MC)
5.4.3 AMF对宿主植物Pb富集特征的影响
5.4.4 豆科草本对刺槐重金属Pb积累的影响
5.4.5 AMF对宿主植物N、P、S和Mg含量的影响
5.4.6 豆科草本对刺槐营养元素含量的影响
5.4.7 菌根植物间的互作关系符合SGH假说
5.4.8 AMF对植物互作关系的影响
5.5 总结
第六章 结论与展望
6.1 研究特色与创新之处
6.2 研究结论
6.3 研究展望
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3785079
【文章页数】：150 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 土壤重金属污染概述
1.1.1 土壤重金属污染物的来源
1.1.2 土壤重金属污染的危害
1.1.3 土壤重金属污染现状及治理
1.2 土壤重金属污染的修复技术
1.2.1 土壤重金属污染的传统修复技术
1.2.2 土壤重金属污染的生物修复技术
1.3 重金属Pb胁迫对植物的影响
1.3.1 Pb胁迫对植物生长发育的影响
1.3.2 Pb胁迫对植物种子萌发的影响
1.3.3 Pb胁迫对植物营养元素吸收和分配的影响
1.3.4 Pb胁迫对植物光合作用的影响
1.3.5 Pb胁迫对植物抗氧化酶系统的影响
1.4 植物对Pb胁迫的抗性机理
1.4.1 质膜的选择透过性
1.4.2 根系分泌物
1.4.3 细胞壁的固定
1.4.4 液泡的区隔化
1.4.5 金属有机配体的螯合
1.5 丛枝菌根真菌(AMF)分类系统及其功能概述
1.5.1 AMF分类系统
1.5.2 AMF物种多样性
1.5.3 AMF物种多样性的影响因素
1.5.4 AMF在植物修复土壤重金属污染中的作用
1.6 研究的目的和意义
第二章 铅锌矿区林木对重金属的富集特征及根系AMF的定殖特征
2.1 材料与方法
2.1.1 采样地概况
2.1.2 样品采集
2.1.3 土壤理化性质分析
2.1.4 植物样品的重金属含量测定
2.1.5 菌根侵染参数和AMF孢子密度测定
2.2 数据处理与分析
2.3 结果与分析
2.3.1 土壤理化性质
2.3.2 菌根侵染参数和AMF孢子密度
2.3.3 林木对重金属的富集特征
2.3.4 重金属富集系数与转移系数
2.3.5 土壤理化因子与生物因子
2.4 讨论
2.4.1 铅硐山铅锌矿区重金属污染基本状况
2.4.2 AMF定殖状况与土壤因子的关系
2.4.3 树木富集重金属的基本特征
2.4.4 树木对不同重金属的选择吸收性
2.4.5 候选树种评价
2.4.6 树木重金属富集特征的非生物影响因子
2.4.7 树木重金属富集特征的生物影响因子
2.5 总结
第三章 铅锌矿区刺槐根系和根际土壤AMF群落多样性
3.1 材料与方法
3.1.1 采样地概况
3.1.2 采样方法
3.1.3 土壤理化性质分析
3.1.4 菌根侵染率(MC)的测定
3.1.5 AMF孢子的分离
3.1.6 样品总DNA的提取
3.1.7 限制性片段长度多态性(RFLP)分析
3.2 数据处理和分析
3.2.1 RFLP酶切图谱分析
3.2.2 AMF群落系统进化树的构建
3.2.3 AMF群落多样性指数
3.2.4 冗余分析(RDA)与主成分分析(PCA)
3.2.5 显著性分析与相关性分析
3.3 结果与分析
3.3.1 土壤理化性质和AMF侵染状况
3.3.2 AMF群落系统进化树
3.3.3 刺槐根系样品的AMF群落多样性
3.3.4 刺槐根际土壤样品的AMF群落多样性
3.3.5 基于刺槐根际土孢子的AMF群落多样性
3.3.6 AMF群落多样性指数
3.3.7 AMF群落多样性与环境因子
3.4 讨论
3.4.1 铅锌矿区的优势AMF菌群
3.4.2 不同样品中的AMF群落多样性差异
3.4.3 AMF群落多样性与环境因子的关系
3.5 总结
第四章 AMF增强刺槐抗Pb性的机制研究
4.1 材料和方法
4.1.1 试验材料
4.1.2 试验设计
4.1.3 菌根侵染率(MC)的测定
4.1.4 气体交换参数的测定
4.1.5 叶绿素荧光参数的测定
4.1.6 生长指标的测定
4.1.7 重金属Pb浓度的测定
4.1.8 光合色素含量的测定
4.1.9 抗氧化酶的提取及活性测定
4.1.10 H2O2含量的测定
4.1.11 丙二醛(MDA)含量的测定
4.2 数据处理与分析
4.3 结果与分析
4.3.1 菌根侵染率(MC)
4.3.2 AMF对刺槐幼苗生长指标的影响
4.3.3 AMF对刺槐幼苗重金属Pb富集特征的影响
4.3.4 AMF对刺槐幼苗叶绿素荧光参数的影响
4.3.5 AMF对刺槐幼苗气体交换参数的影响
4.3.6 AMF对刺槐幼苗光合色素含量的影响
4.3.7 AMF对刺槐幼苗抗氧化酶活性的影响
4.3.8 AMF对刺槐幼苗H2O2含量和MDA含量的影响
4.4 讨论
4.4.1 重金属Pb对菌根侵染率(MC)的影响
4.4.2 AMF对刺槐Pb富集特征的影响
4.4.3 AMF对刺槐幼苗光合色素含量的影响
4.4.4 AMF对刺槐幼苗叶绿素荧光参数的影响
4.4.5 AMF接种对刺槐幼苗气体交换参数的影响
4.4.6 重金属Pb胁迫对刺槐幼苗抗氧化酶系统的影响
4.4.7 AMF对刺槐幼苗抗氧化酶系统的影响
4.5 总结
第五章 AMF对重金属修复效率及植物互作关系的影响
5.1 材料与方法
5.1.1 细菌悬浮液制备
5.1.2 种子萌发和AMF菌剂
5.1.3 土壤基质
5.1.4 试验设计
5.1.5 菌根侵染率(MC)的测定
5.1.6 植物生长指标的测定
5.1.7 植物重金属Pb浓度的测定
5.1.8 植物气体交换参数的测定
5.1.9 植物叶绿素含量的测定
5.1.10 植物营养元素含量的测定
5.2 数据处理与分析
5.3 结果与分析
5.3.1 菌根侵染率(MC)
5.3.2 植物生长指标
5.3.3 植物营养元素含量
5.3.4 植物重金属Pb浓度
5.3.5 植物间的相对作用强度(RII)
5.4 讨论
5.4.1 豆科植物具有较高的菌根依赖度(MD)
5.4.2 豆科草本提高刺槐的菌根侵染率(MC)
5.4.3 AMF对宿主植物Pb富集特征的影响
5.4.4 豆科草本对刺槐重金属Pb积累的影响
5.4.5 AMF对宿主植物N、P、S和Mg含量的影响
5.4.6 豆科草本对刺槐营养元素含量的影响
5.4.7 菌根植物间的互作关系符合SGH假说
5.4.8 AMF对植物互作关系的影响
5.5 总结
第六章 结论与展望
6.1 研究特色与创新之处
6.2 研究结论
6.3 研究展望
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3785079
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3785079.html
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