芦苇-AMF共生系统对阿特拉津胁迫的响应及其降解作用研究

摘要

阿特拉津是一种国内外农业上常用的除草剂，虽然具有很低的毒性，但是由于长时间的大面积使用、加之自身结构稳定不易降解从而导致在环境中残留时间长，而且是一种环境荷尔蒙和潜在致癌物质，目前已经对我国的环境生态安全造成了相当大的威胁。丛枝菌根真菌（Abscular Mycorrhizal Fungi，AMF）是一种很常见的菌根真菌，其菌丝可以通过侵入宿主植物的细胞组织内部，与之根部形成共生体系。目前，利用丛枝菌根真菌-植物构建的复合体系对污染物进行联合修复的方法由于具有应用成本低、修复效率高、对环境友好且安全不产生二次污染等优势，已经逐渐成为了生态修复领域一项极其具有发展前景的技术。
　　本文采用水培盆栽方法进行实验，以湿地植物芦苇作为供试植物，以农药阿特拉津作为研究对象，在播种前向基质中接种摩西球囊霉（Glomus mosseae，GM），以不接菌处理作为空白对照，研究共生体系对湿地中阿特拉津的修复作用。实验结果表明：经过25d的施药周期后，实验基质中施加的阿特拉津绝大部分被降解，且降解速率随时间变化呈现先快后慢的趋势。不同浓度的阿特拉津降解速率也有所不同，在药物浓度为0.1mg/L时，其降解速率是最高的。接种AM真菌使得植物对阿特拉津的降解效果更好，各浓度培养液中阿特拉津的平均降解率较不接菌处理高约13.83％。
　　在播种前，通过向培养基质中人工施加AM菌剂，在环境适宜的条件下，AM菌剂对芦苇根部的侵染率可以达到17.67%，菌根依赖性指数达到342%。接种AM真菌植株的株高较未接菌处理高出27.88%、根长高出45.50%、地上地下两部分生物量分别比未接菌处理高192%和221%。且接种AM真菌后，能够使得芦苇的光合作用加强、叶片中叶绿素含量也有明显提高。在阿特拉津胁迫下，菌根的存在可以对芦苇产生很好的保护作用，扩大了芦苇对阿特拉津胁迫的承受阈值（≤1mg/L），并且在有效阈值内能够显著提高植物的抗逆能力，植物根部过氧化物酶活性均有明显提高、丙二醛含量降低。接种AMF还能有效提高基质中的土壤脲酶的活力。
　　芦苇植株对阿特拉津的富集能力较低，初始添加的药品主要通过取代、分解、氧化等化学反应途径被降解。施加AM菌剂后，阿特拉津的代谢途径较空白对照组在过程中有所不同，但两组处理均会最终生成主要的降解产物——三聚氰胺酸二酰胺（C3N5OH5），很有可能是降解过程中的反应类型不同或反应速率不同从而导致了最终降解率的差别。芦苇与AM真菌构成共生体系后，使得植物的各项生长生理指标、抗逆能力和对阿特拉津的降解能力都有了很大的提高，因此，利用微生物-植物共生体系对污染物进行联合修复的技术具有很高的实用性，应用前景是十分可观的。

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第1章 绪 论

1.1课题背景、研究目的和意义

1.2 阿特拉津污染现状及危害

1.3阿特拉津污染植物修复技术

1.4阿特拉津污染的微生物修复技术

1.5微生物-植物联合修复技术的现状、前景及挑战

1.6主要研究内容

1.7技术路线

第2章 材料与方法

2.1实验材料

2.2 实验方法

2.3 数据分析

第3章 丛枝菌根真菌对芦苇生长的影响

3.1引言

3.2 芦苇-丛枝菌根真菌复合体系的构建

3.3丛枝菌根真菌对芦苇生长指标的影响

3.4 丛枝菌根真菌对芦苇生理指标的影响

3.5 丛枝菌根真菌对芦苇根际微生物群落的影响

3.6 本章小结

第4章 芦苇-丛枝菌根真菌共生体系对阿特拉津胁迫的响应

4.1引言

4.2植物生长指标对阿特拉津胁迫的响应

4.3芦苇光合生理指标对阿特拉津胁迫的响应

4.4芦苇抗逆生理指标对阿特拉津胁迫的响应

4.5本章小结

第5章 芦苇-丛枝菌根真菌共生系统对阿特拉津降解动态的研究

5.1引言

5.2水体中阿特拉津的降解动态

5.3植物体中阿特拉津的降解动态

5.4阿特拉津转化的中间产物分析

5.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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