叢枝菌根（AM）對重金屬污染耐受性機(jī)理研究.pdf

1、"環(huán)境危機(jī)"的一個(gè)重要方面,是土壤重金屬污染導(dǎo)致環(huán)境質(zhì)量下降.叢枝菌根真菌作為植物根系和土壤的聯(lián)系紐帶,能夠在土壤重金屬污染的修復(fù)方面起重要作用,為土壤污染的生物修復(fù)提供一條新思路.通過國內(nèi)外十多年的相關(guān)研究,已獲得了一些重金屬耐受性叢枝菌根真菌菌株,不過,這僅是開展重金屬污染生物修復(fù)的基礎(chǔ)和前提.要使重金屬污染的生物修復(fù)成為可能,這就要求所應(yīng)用的菌株,既具有重金屬的耐受性,又具有向植物體轉(zhuǎn)運(yùn)重金屬的能力.這就要將研究的重點(diǎn),放在叢枝菌

2、根與重金屬污染物的相互關(guān)系及耐受和轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)理方面.本研究在嚴(yán)格的人工控制條件,采用盆栽模擬試驗(yàn).在石灰性土壤上模擬單一和復(fù)合的重金屬鋅、鎘、銅污染,以玉米(Zea mays L.,農(nóng)大108)為供試植物,從耐重金屬叢枝菌根真菌菌株篩選入手,研究在不同重金屬污染逆境條件下,菌根真菌的侵染對植物生長,以及吸收、分配重金屬元素的影響,探索叢枝菌根真菌~宿主植物~土壤重金屬元素之間的相互作用特性和機(jī)理,為菌根在重金屬污染土壤的生物修復(fù)提供理論依據(jù)

3、.單一施Zn試驗(yàn)中,G.caledonium的侵染,不僅使宿主植物表現(xiàn)出良好的重金屬抗性,而且促進(jìn)了菌根玉米的生長:即使是施鋅達(dá)最高水平時(shí)(Zn 600mg·kg<'-1>),由于菌根的形成,植株磷吸收總量較非菌根玉米提高了61.4﹪,葉片和根系的生物量也分別增加5.4﹪和16.2﹪.通過研究接種菌根真菌對玉米吸收、利用礦質(zhì)元素的影響,發(fā)現(xiàn)在土壤不同施Zn條件下,由于菌根的形成,非常顯著地穩(wěn)定了菌根玉米體內(nèi)Fe、Cu、Mn、Mg、Ca等

4、元素的含量,維持了植物礦質(zhì)元素的營養(yǎng)平衡.單一施Cu試驗(yàn)中,即使是在最高施Cu水平下(Cu150 mg·kg<'-1>),仍有54.7﹪的玉米根系被G.caledonium侵染,說明該菌種對土壤Cu污染有良好的抗性.在單一施Cd試驗(yàn)中,當(dāng)施Cd水平為25 mg·kg-1時(shí),接種G.caledonium使得宿主植株發(fā)生了以下變化:植株吸磷總量提高了近4倍,土壤可溶態(tài)Cd濃度降低5.1﹪,并顯著緩解土壤酸化程度.在Zn-Cu復(fù)合處理試驗(yàn)中,

5、叢枝菌根真菌對玉米根系的侵染,較單一施Zn或施Cu處理顯著地降低,但在混施重Zn和重Cu處理中(+MZn900Cu150),菌根侵染率仍達(dá)到近43﹪.與相應(yīng)未接種處理比較,在中量混施Zn、Cu條件下,菌根玉米(+MZn300Cu50)植株根系的Zn、Cu含量分別降低了34.8﹪、20.3﹪,積累量也分別減少17.3﹪和6.4﹪.在Zn-Cd復(fù)合處理試驗(yàn)中,與單一施Zn、Cd處理比較,菌根玉米(+MZn900Cd100)的侵染率急劇下降為

6、27.3﹪.與相應(yīng)未接種處理比較,中量施Zn水平時(shí),Zn-Cd復(fù)合菌根玉米(+MZn300Cd25)在植株地上部Zn、Cd積累量無顯著差異,但含量分別降低9.5﹪和57.9﹪;其根系Cd含量雖有2.5﹪的增高,但Zn含量降低了37.9﹪.綜上所述,在重金屬污染土壤中,叢枝菌根真菌可通過兩方面的作用,增強(qiáng)宿主植物對逆境環(huán)境的抗性.①直接作用:通過菌根的固持作用,緩解重金屬對植物的毒害;②間接作用:通過改善植株磷營養(yǎng)狀況、維持礦質(zhì)元素營養(yǎng)平