镉(Cadmium,Cd)作为一种具有毒性的重金属,由于其生物毒性较大、迁移能力强、不能被生物降解,容易通过食物链在人体和动植物内富集,对动植物以及人体的健康造成很大危害。因此,治理和修复土壤重金属Cd的污染是人类亟待解决的重要问题。植物修复是一种通过在污染土壤上种植绿色植物来吸收、提取、隔离污染物经济、安全且环境友好的修复技术。外源物质诱导植物修复技术作为植物修复技术的衍生,以其高效性被广泛研究和应用。本实验以湖南省本土的植物苎麻(Boehmeria nivea(L.)Gaud.)作为研究材料,以重金属Cd为污染土壤,采用可生物降解的螯合剂NTA和微生物铜绿假单细胞菌ATCC 9027为外源添加物,通过盆栽实验,研究不同浓度外源物质NTA(5mmol/kg、10 mmol/kg、20 mmol/kg)和接种次数不同的铜绿假单细胞菌ATCC 9027对Cd胁迫下苎麻所受毒害的缓解效应和机制研究,主要分析了Cd污染下苎麻的生长、苎麻对Cd的吸收和转运、苎麻光合作用以及抗氧化系统,探索了NTA和菌株对增强苎麻对Cd耐受性的机理,为提高苎麻修复重金属污染能力提供参考依据。研究得出的主要结论如下:1、苎麻作为一种耐重金属Cd的植物,对重金属Cd有一定的富集能力。植物体内Cd含量分布情况表现为根部>茎部>叶部,植物富集重金属主要富集在根部,部分转移到茎叶组织,能有效地减轻地上部分受重金属的毒害。但是,在重金属Cd浓度30mg/kg、50mg/kg的胁迫下,能对植物苎麻正常生长以及代谢造成不同程度的损伤。具体表现在植物的生长受到抑制、生长量降低;MDA含量升高,叶绿素和可溶性蛋白质含量下降,这些表现说明苎麻在Cd胁迫的环境下适应性的调节作用。2、在重金属Cd胁迫下,施加低浓度NTA(5 mmol/kg)体现出与Cd拮抗作用,可以适当缓解植物苎麻受到毒害作用,缓解Cd造成的生长抑制,而高浓度NTA(10 mmol/kg、20 mmol/kg)与Cd表现出协同作用。尤其在50mg/kg Cd胁迫下,高浓度NTA(10 mmol/kg、20 mmol/kg)表现为,其生物量显著下降、叶绿素含量降低、MDA含量的显著升高。但是施加NTA,植株的转运系数TF显著提高,能够显著提高植物吸收重金属由地下部分向地上部分转移,在重金属Cd 30mg/kg、50mg/kg的胁迫下分别施加NTA,使转运系数TF分别增加了17.4%-36.2%、74.5%-81.8%。3、Cd胁迫下,接种铜绿假单细胞菌ATCC 9027菌株,对苎麻的生长有促进作用,能够显著地促进苎麻生长量和叶绿素含量。接种菌株能明显提高植物吸收重金属含量,尤其提高了根部重金属的吸收。与单一Cd胁迫比较,接种铜绿假单细胞菌ATCC 9027菌种的实验组组,其根部的Cd含量增长了54%-96%(30 mg/kg Cd)、13%-104%(50 mg/kg Cd)。且接种菌种的实验组,其苎麻积累镉的平均含量是添加NTA实验组的1.95倍(30 mg/kg Cd)、的1.54倍(50 mg/kg Cd)。4在重金属Cd的胁迫下,添加NTA会与重金属Cd协调作用,促使苎麻的抗氧化防御体系造成损伤;而接种菌液对植物体内抗氧化系统起着缓解作用。说明接种菌种能缓解Cd对苎麻的膜脂过氧化损伤。能够保护植物苎麻体的细胞完整性,降低苎麻体内的MDA含量,降低ROS水平,从而缓解在Cd胁迫下对苎麻引起的过氧化损伤。5、与螯合剂NTA相比较,其铜绿假单细胞菌ATCC 9027对苎麻修复土壤重金属Cd效果佳。在30 mg/kg Cd胁迫下,菌株的最适宜浓度为添加两次菌液,此时的生物量最大,吸收重金属含量也较多,且菌株对环境不会造成二次污染,对污染区域进行植物修复时能获得一定的经济效益。这表明,铜绿假单细胞菌ATCC 9027在植物苎麻修复土壤Cd中具有较高的应用前景和研究价值。