论文部分内容阅读
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。