枯草芽孢杆菌QM3对铅胁迫小麦种子萌发及幼苗生长的影响

摘要

重金属铅严重影响了植物正常的生长发育和生理代谢，生物修复已成为目前缓解重金属胁迫的主要方法之一。枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）是存在于土壤和植物中的优势微生物种群，其对重金属污染下植物的生长发育有一定的促进作用。不同菌株对不同重金属胁迫下作物的促进作用不同。本实验以“临丰3号”小麦为材料，研究了不同浓度的B. subtilis QM3菌液对Pb2+处理下小麦种子萌发和幼苗生理生化特性的影响，为研究农作物铅毒害的缓解技术提供理论依据，同时也为开发B. subtilis QM3菌的农业新应用奠定理论基础和提供技术保障。主要研究结果及结论如下：
　　（1）重金属Pb对小麦种子萌发有抑制作用。Pb胁迫可明显降低种子的萌发率、发芽势、发芽指数、活力指数，对种子芽长、根长、根系总表面积、根系总体积及淀粉酶活力也有抑制作用，且随着Pb2+浓度的升高抑制作用增强。B. subtilis QM3菌液浸种可缓解Pb2+胁迫对种子萌发的抑制作用。低浓度Pb2+胁迫时，B. subtilis QM3菌液浸种对各萌发指标均有显著的促进作用（P＜0.05），当Pb2+浓度为2000 mg/L时，106 CFU/mL B. subtilis QM3菌液可使发芽率、发芽势以及发芽指数分别提高68.57％、44.93%、51.32%（P＜0.05）。
　　（2）重金属Pb对小麦叶片光合系统有抑制作用。Pb胁迫使小麦叶片叶绿素含量、Fv/Fm和Fv/F0、Pn、Tr和Gs均明显减少，而Ci显著增加。B. subtilis QM3菌液浸种明显提高了Pb2+胁迫下小麦叶片光合作用。Pb2+浓度为50 mg/L时，106 CFU/mL B. subtilis QM3菌液浸种使叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量分别增加14.7%、57.24%、33.6%（P＜0.05），对Fv/Fm和Fv/F0比值和Pn、Tr和Gs等则没有显著影响（P＞0.05）。高浓度Pb2+胁迫下，菌液浸种可明显增加叶片叶绿素含量、增大Fv/F0、Pn以及Ci，对Tr、Gs以及Fv/Fm则没有显著影响（P＞0.05）。
　　（3）Pb胁迫使小麦幼苗Pro含量升高，可溶性蛋白含量先降低后升高，高浓度Pb2+胁迫时可溶性糖含量升高。此外，Pb2+处理还使小麦幼苗MDA含量升高。不同浓度B. subtilis QM3菌液浸种处理均明显降低幼苗Pro、可溶性蛋白、可溶性糖和MDA含量。无Pb2+胁迫时，B. subtilis QM3菌液浸种可明显降低MDA和可溶性蛋白含量（P＜0.05），但对Pro和可溶性糖含量则影响不显著（P＞0.05）。有Pb2+胁迫时，B. subtilis QM3菌液浸种可使幼苗各渗透调节物质含量降低（P＜0.05）。
　　（4）Pb胁迫可诱导小麦幼苗CAT活性增强，SOD、POD和APX活性则随着Pb胁迫浓度的增大而降低。B. subtilis QM3菌液浸种处理可明显提高Pb胁迫下幼苗的SOD、POD、CAT和APX活性。当无Pb2+胁迫时，B. subtilis QM3菌液浸种可明显提高小麦幼苗SOD、POD和CAT活性（P＜0.05），对APX活性则影响不显著。在中低浓度Pb2+胁迫下，B. subtilis QM3菌液浸种处理后，幼苗各抗氧化酶活性均呈增大的趋势（P＜0.05），但对于高浓度Pb2+胁迫下幼苗抗氧化酶活性则没有显著影响（P＞0.05）。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

主要符号表

目录

1 引言

1.1 环境中重金属的来源及我国重金属污染现状

1.2 重金属对植物的毒害及机理

1.3 土壤重金属污染的修复措施

1.4 研究目的与内容

1.5 技术路线图

2 材料与方法

2.1 试验材料

2.2 试验设计

2.3 萌发形态指标的测定

2.4 水解酶活性的测定

2.5 光合系统各指标的测定

2.6 MDA含量测定

2.7 渗透调节物质含量的测定

2.8 抗氧化酶活性的测定

2.9 数据处理

3 结果与分析

3.1 B. subtilis QM3对铅胁迫下小麦种子萌发指标的影响

3.2B. subtilis QM3对铅胁迫下小麦种子水解酶活性的影响

3.3 B. subtilis QM3对铅胁迫下小麦叶片光合指标的影响

3.4 B. subtili 3对小麦DA响s QM 铅胁迫下幼苗M 含量的影

3.5 B. subtilis QM3对铅胁迫下小麦幼苗渗透调节物质的影响

3.6 B. subtilis QM3对铅胁迫下小麦幼苗抗氧化酶系统的影响

4 讨论

4.1 B. subtilis QM3对铅胁迫下小麦种子萌发指标的影响

4.2 B. subtilis QM3对铅胁迫下小麦种子水解酶活性的影响

4.3 B. subtilis QM3对铅胁迫下小麦叶片光合指标的影响

4.4 B. subtilis QM3对铅胁迫下小麦幼苗渗透调节物质的影响

4.5 B. subtilis QM3对铅胁迫下小麦幼苗抗氧化酶系统的影响

5 主要研究结论

致谢

参考文献

附录