耐锑菌的筛选及其对水稻吸收与积累锑的影响研究

发布时间：2021-04-26 06:30

　　随着有毒类金属锑（Sb）在现代社会越来越广泛的应用,锑矿产量急剧上升并已成为全球第九大矿产。在锑的应用和锑矿的开采等过程中,大量的锑不可避免地进入环境介质引起严重的环境锑污染。中国的锑矿居世界之首,我国共有114个大型锑矿,它们主要分布在华南和华东南地区,这些矿区的土壤、水体和植物已经面临着极其严重的锑污染问题。在我国的主要锑矿区,人们以水稻为粮食作物,近年的研究发现水稻可积累大量的锑,故其通过稻米可对当地居民造成巨大的健康风险。因此,锑矿区水稻对锑的吸收和转移等相关研究工作具有非常重要的意义。对于重金属环境中生长的水稻而言,水稻根系的某些耐重金属益生菌可降低重金属的生物有效性,从而降低水稻对重金属的吸收与积累。然而目前人们对于水稻根系耐锑菌的研究相对较少,且学术界尚未对耐锑菌降低水稻根系锑的生物活性展开相关研究。基于此,本文在研究典型锑矿区土壤锑及其他重金属污染的基础上,对该区土壤中可耐受锑的细菌群落结构特征进行了分析,并对土壤中的耐锑菌进行了筛选和鉴定,同时本文选用能在水稻根系定殖的耐锑菌（B1）接种于水培的水稻根系,研究其对水稻根表铁膜、水稻吸收、积累与转移锑的影响。但本研究尚未... 

【文章来源】：湖南农业大学湖南省

【文章页数】：122 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 文献综述
    1.1 研究背景
        1.1.1 锑的简介
        1.1.2 锑的来源及环境锑污染
        1.1.3 土壤中的锑及耐锑菌
        1.1.4 植物中积累的锑
        1.1.5 锑通过食物链造成的人类健康威胁
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 水稻吸收和积累锑的研究进展
        1.2.2 水稻根表铁膜对水稻吸收锑的影响
        1.2.3 环境中的耐重金属细菌及耐锑菌
        1.2.4 耐重金属细菌在固定水稻根际重金属的研究
        1.2.5 水稻根系细菌对根表铁膜的影响
    1.3 研究研究内容与研究目标
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究目标
    1.4 论文的技术路线
第2章 某锑矿区土壤锑和其他重金属污染及耐锑菌群落结构特征
    2.1 材料与方法
        2.1.1 研究区域和样品采集
        2.1.2 土壤样品的消解和化学含量测定
        2.1.3 土壤耐锑菌DNA提取及分析
        2.1.4 数据处理
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 矿区土壤中锑及其他重金属的浓度
        2.2.2 矿区土壤中锑及其他重金属的污染和生态风险等级
        2.2.3 矿区锑污染土壤中的耐锑菌多样性
        2.2.4 矿区土壤中耐锑菌的群落结构特征
    2.3 小结
第3章 锑污染土壤中耐锑菌的筛选及研究
    3.1 材料与方法
        3.1.1 耐锑菌的筛选和鉴定
        3.1.2 .耐锑菌Sb的最小抑制浓度（MICs）测定
        3.1.3 耐锑菌的形态研究
        3.1.4 耐锑菌对溶液中锑的影响
        3.1.5 耐锑菌B1对锑的转化研究
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 耐锑菌的筛选与鉴定
        3.2.2 耐锑菌的生长曲线及锑的MICs
        3.2.3 耐锑菌对溶液中三价锑的去除
        3.2.4 B1对三价锑的转化
    3.3 小结
第4章 锑在水稻中的积累及转移特征
    4.1 材料与方法
        4.1.1 盆栽实验设置
        4.1.2 外源添加的三价/五价锑在土壤中的平衡动态模拟实验
        4.1.3 盆栽实验设置
        4.1.4 水稻根表铁膜的提取
        4.1.5 水稻各部位的消解处理
        4.1.6 化学含量的测定
        4.1.7 数据分析
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 平衡模拟实验土壤溶液中三价/五价锑的浓度变化动态
        4.2.2 水稻不同生长阶段根表铁膜的形成及其吸附的锑
        4.2.3 不同生长阶段水稻各部位的锑浓度变化
        4.2.4 锑在土壤-稻米中的转移能力及产生的人类健康风险
    4.3 小结
第5章 耐锑菌作用下水稻秧苗对锑的吸收与转移研究
    5.1 材料与方法
        5.1.1 耐锑菌的准备
        5.1.2 耐锑菌影响下锑的水稻萌发毒性实验
        5.1.3 水稻秧苗的培养及其暴露于锑的设置
        5.1.4 水稻根表铁膜的SEM和 XPS分析
        5.1.5 水稻植株及根表铁膜的含量分析
        5.1.6 数据的统计
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 耐锑菌对锑水稻萌发毒性的影响
        5.2.2 耐锑菌对水稻根表铁膜及其吸附的影响
        5.2.3 耐锑菌影响下水稻对三价锑和五价锑的吸收和转移
    5.3 小结
第6章 主要结论、创新点及展望
    6.1 结论
        6.1.1 典型锑矿区锑及其他重金属的土壤污染及生态风险等级
        6.1.2 锑矿区土壤中的耐锑菌群落结构特征
        6.1.3 耐锑菌的筛选及其对锑的转化
        6.1.4 锑在水稻植株中的积累及转移特征
        6.1.5 耐锑菌作用下水稻对锑的吸收与转移特征
    6.2 主要创新点
    6.3 不足之处
    6.4 展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表学术论文情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]硼锑交互作用对水稻吸收积累锑和硼的影响[J]. 向猛,黄益宗,蔡立群,保琼莉,黄永春,王小玲,乔敏,胡莹,金姝兰,李季,王斐.  环境科学. 2015(04)
[2]湿地植物根表铁膜研究进展[J]. 刘春英,陈春丽,弓晓峰,周文斌,杨菊云.  生态学报. 2014(10)
[3]湖南锡矿山锑矿区农用土壤锑、砷及汞的污染状况初探[J]. 莫昌琍,吴丰昌,符志友,朱静,冉靓.  矿物学报. 2013(03)
[4]Effect of microbial mediated iron plaque reduction on arsenic mobility in paddy soil[J]. WANG Xinjun1,2, CHEN Xueping1, YANG Jing1, WANG Zhaosu1, SUN Guoxin1,1. State Key Laboratory of Urban and Regional Ecology, Research Center for Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085, China. 2. Research Center for Environmental Protection and Transportation Safety, China Academy of Transportation Sciences, Beijing 100029, China.  Journal of Environmental Sciences. 2009(11)
[5]锡矿山矿区和贵阳市人发中锑、砷和汞的污染特征[J]. 刘碧君,吴丰昌,邓秋静,莫昌琍,朱静,曾理,符志友,黎文.  环境科学. 2009(03)
[6]湖南锡矿山周边水体的环境特征[J]. 朱静,吴丰昌,邓秋静,邵树勋,莫昌莉,潘响亮,黎文,张润宇.  环境科学学报. 2009(03)
[7]不同施肥处理对水稻根表铁和砷形态的影响[J]. 陈学萍,朱永官,洪米娜,王新军,Gault A G,Charnock J M,Polya D A.  环境化学. 2008(02)
[8]德安锑矿区土壤中锑的形态分析及生物可给性初探[J]. 刘成佐,刘富梁,谢宗波,梁华正,黄德娟.  东华理工学院学报. 2007(04)
[9]施氏矿物Schwertmannite的微生物法合成、鉴定及其对重金属的吸附性能[J]. 周顺桂,周立祥,陈福星.  光谱学与光谱分析. 2007(02)
[10]植物根表铁膜的形成及其营养与生态环境效应[J]. 何春娥,刘学军,张福锁.  应用生态学报. 2004(06)

硕士论文
[1]耐锑细菌及铁锰氧化物复合体对锑的吸附研究[D]. 陶洁.湖南农业大学 2019



本文编号：3160919