污泥污染土壤中接种AM真菌对紫云英生长及重金属吸收的影响

摘要

近年来，随着污水处理厂的迅猛发展，污泥农用数量日益增多。虽然污泥富含作物生长所需的养分，但其中具有“三致效应”的有机污染物及重金属能严重污染生态环境，并影响农业生产的发展。在提倡可持续发展和绿色农业的今天，这一问题已受到广泛的关注。
　　 丛枝菌根真菌能和80％以上的陆生植物形成互惠共生体--丛枝菌根。而且菌根在环境胁迫下能促进宿主对矿质营养的吸收，提高植物在逆境中的生存能力。
　　 本实验以紫云英为宿主植物，研究了污泥胁迫对菌根真菌侵染及生长发育的影响。论文取得的结果主要如下：
　　 模拟污泥污染土壤的接种实验表明，对比不接种处理，AM真菌明显增强了宿主植物对矿质营养N、P的吸收，从而促进了植物在污泥污染下的生长。而污泥中的污染物对不同AM真菌的影响不尽相同，这体现了AM真菌菌种间的差异。在高浓度污泥污染下，Glomus mosseae对宿主植物的侵染受到明显抑制，侵染率降至极低，AM真菌几乎丧失SDH、ALP酶活性，且根外菌丝的生长也明显减弱；而Glomusintraradices、Glomus geosporum仍然能有效侵染植物，促进植物生长。在高浓度污泥下，接种AM真菌的处理降低了污泥中重金属对植物的毒害作用，丛枝菌根降低了紫云英地上部分的Zn2+浓度，而增加了地下部分的Zn2+浓度；Glomus geosporum接种处理增加了地下部分对地上部分的Cu2+浓度和吸收量的比值，接种处理将更多的Zn2+、Cu2+固定在植物根部，抑制其向地上部分的转运，从而减轻了重金属对植物的毒害。同时也降低了土壤中的重金属含量，起到了土壤生物修复的作用。利用AM真菌种特异性引物的Nested PCR技术对混合接种处理的新鲜根段进行检测，结果发现，污泥胁迫对混合接种中Glomus geosporum的竞争性起到了一定的促进作用，但是降低了Glomus mosseae的竞争优势，而对Glomus intraradices则没有影响。这说明污泥污染影响了AM真菌菌种间的相互作用。在正常土壤环境中，Glomusmosseae是AM真菌群落中的高效力菌株，而在高浓度污泥污染下，Glomus mosseae的侵染受到明显抑制，活力下降，Glomus mosseae在AM真菌混合菌群中的竞争优势被Glomus geosporum取代。
　　 综上所述，在紫云英和AM真菌的共生体中，Glomus geosporum对污泥污染具有较强的抗性，对植物修复污泥污染起着重要作用。

目录

文摘

英文文摘

缩略词表

1 前言

1.1 污泥污染及生物修复

1.1.1 污泥污染的概况

1.1.2 污泥污染的生物修复

1.2 丛枝菌根及其生理生化研究

1.2.1 丛枝菌根简介

1.2.2 丛枝菌根真菌与宿主植物之间的相互作用

1.2.3 丛枝菌根真菌对重金属污染的生物修复作用

1.2.4 丛枝菌根真菌对有机污染物的生物修复作用

1.3 丛枝茵根真菌代谢酶活性的研究

1.3.1 琥珀酸脱氢酶(SDH)

1.3.2 碱性磷酸酶(ALP)

1.4 PCR技术在丛枝菌根研究中的应用

1.5 研究思路与技术路线

1.5.1 污泥污染对丛枝菌根真菌生长发育的影响

1.5.2 接种菌根真菌对植物生长及Cu2+、Zn2+吸收分布的影响

1.5.3 技术路线(如图1.3)

2 实验材料与方法

2.1 实验材料

2.2 实验方法

2.2.1 盆栽实验设计

2.2.2 AM真菌侵染率测定

2.2.3 ALP和SDH酶活测定

2.2.4 AM真菌根外菌丝体密度的测定

2.2.5 利用PCR技术对AM真菌的探测

2.2.6 紫云英N，P含量的测定

2.2.7 紫云英吸收重金属的测定

2.2.8 数据分析

3 结果与分析

3.1 接种AM真菌对紫云英生物量的影响

3.2 接种AM真菌对紫云英吸收N、P的影响

3.3 污泥对AM真菌侵染率F%,SDH、ALP酶活(%)和根外菌丝生长的影响

3.4 丛枝菌根对紫云英重金属吸收与分布的影响

3.5 混合接种根段中高活力AM真菌菌株的检测

4 讨论

参考文献

致谢