耐镉真菌的筛选及其镉吸附特性研究

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“镉污染”已成为全球性环境问题,给人类健康造成了巨大危害,稻田土壤镉污染问题突出,采用微生物修复方法成本低,无二次污染等,前景广阔。筛选具有耐镉特性的稻田土壤真菌,为获得既能适应高镉环境又具高镉吸附能力的微生物提供资源,进而为镉污染水稻田生物修复提供良好菌种,对镉污染稻田土壤修复和保障粮食安全具有重要意义。  本研究从常宁、衡东镉污染稻田采集土样,从土壤中分离筛选得到耐镉真菌,对其中最佳的两株进行鉴定,并对其镉吸附能力、重金属耐受性、生长条件和对水稻生长和镉胁迫水稻生长的影响进行了研究:  (1)耐镉真菌筛选与鉴定  采用Cd2+浓度梯度压力驯化法,从采集的镉污染土壤中分离筛选得到耐镉真菌,从中选择镉耐性最强且形态不同的两株作为研究对象,分别编号为CN35和HD228,并进行菌种鉴定。综合菌株形态特征和ITS、BenA基因序列系统进化分析结果,分别初步鉴定为青霉属(Penicillium sp.)、木霉属(Trichoderma sp.);  (2)耐镉真菌镉吸附特性和重金属耐性研究  耐镉真菌CN35在Cd2+初始浓度为200 mg/L的PDA液体培养基中Cd吸附率可达83.56%;最高镉耐受浓度为45 mM,其他几种常见重金属Pb、Zn、Cu对CN35的最低抑制浓度(MIC)分别为>80、>80、>10 mM;CN35对Cd2+胁迫的响应外在表现为:菌落直径随重金属浓度升高而减小;Cd2+浓度≥2 mM时,菌落在CYA平板上菌落由黄色变为红色,Cd2+浓度≥5 mM时,菌落在PDA平板上由绿色变为红色,随着Cd2+浓度升高,各平板上菌落红色加深;菌落形态随Cd2+浓度变化而改变,20 mM左右,菌落表面形成突起。  HD228在Cd2+初始浓度为100 mg/L的培养基中Cd吸附率可达79.88%;最高镉耐受浓度为22 mM;Pb、Zn、Cu对HD228的最低抑制浓度(MIC)>80、>80、>30mM。HD228菌落直径与重金属浓度呈负相关,20 mM时菌落不规则。  (3)影响耐镉真菌生长和耐镉的条件  CN35能在pH4-8、温度24-37℃条件下良好生长,最适生长和耐镉pH为4、温度为30℃;HD228能在pH4-8、温度20-35℃条件下良好生长,最适生长和耐镉pH为5、温度为30℃。温度和pH均不影响两者的耐镉能力。  (4)耐镉真菌对水稻和镉胁迫水稻生长的影响  菌株CN35、HD228适量发酵液对水稻种出苗、幼苗生长无抑制作用,CN35、HD228发酵液使用剂量40 mL(每200 g土壤)对水稻生长具有促进作用,对镉胁迫水稻具有解毒作用。  耐镉真菌CN35、HD228具有应用于镉污染水稻田治理的潜力。
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