信号分子对苜蓿-根瘤菌共生体系中重金属毒害的缓解作用

摘要

土壤重金属污染是全球主要的环境问题。豆科植物与根瘤菌联合修复重金属污染土壤被广泛应用，但共生过程会受到重金属的抑制。在豆科植物-根瘤菌共生过程中硫化氢和一氧化氮调节着许多生理过程。目前，对硫化氢与一氧化氮减轻植物重金属胁迫的研究多在水培条件下进行，而鲜有在原位污染土培条件下进行相关研究。另外，豆科植物-根瘤菌共生关系下，硫化氢或一氧化氮的添加对重金属毒性的缓解尚不清楚。因此本研究选用紫花苜蓿和Sinorhizobium melilotiCCNWSX0020共生体系，外源添加硫化氢或一氧化氮，探究两种信号分子对共生体系重金属的调控及土壤细菌群落的变化。得到如下主要结论： 1、联合添加S. meliloti与硫化氢或一氧化氮皆可增加苜蓿地上和地下生物量。联合添加S. meliloti与硫化氢，苜蓿地上部干重增加了9.6%，地下部干重增加了16.1%。联合添加S. meliloti与一氧化氮，苜蓿的地上部干重增加了11.0%，地下部干重增加了22.3%。 2、联合添加 S. meliloti 与硫化氢或一氧化氮皆可降低苜蓿重金属提取。联合添加S. meliloti与硫化氢，苜蓿地上部和地下部Pb含量分别减少了24.3%和22.5%；苜蓿地上部和地下部Cd含量分别减少了16.1%和35.1%。联合添加S. meliloti与一氧化氮，苜蓿地上部和地下部Pb含量分别减少了43.53 %和43.64 %；苜蓿地上部和地下部Cd含量分别减少了12.65 %和36.1 %。并且与其他处理相比，两个信号分子与S.meliloti联合施用下苜蓿地下部Pb和Cd含量到达最低值。 3、联合添加 S. meliloti 与硫化氢或一氧化氮均可以提高苜蓿 SOD/POD/APX/CAT抗氧化酶的活性，并且降低活性氧和丙二醛含量，进而增强苜蓿抗氧化能力，提高苜蓿对重金属的耐受性。 4、联合添加S. meliloti与硫化氢或一氧化氮对土壤根际细菌产生不同影响。土壤细菌门水平上的优势物种均为Proteobacteria、Actinobacteria、Acidobacteria和Firmicutes。细菌在属水平上，联合添加 S. meliloti 与硫化氢，不仅会增加苜蓿根际促生内生菌(Nocardioides和Glycomyces)的丰度，而且会增加土壤中促进P转化的细菌丰度(Bacillus)。但联合添加 S. meliloti 与一氧化氮，会抑制土壤苜蓿根际促生菌(Nocardioides、Glycomyces和Ensifer)的生长。两个信号分子与S. meliloti联合施用下对土壤细菌群落结构均没有影响。

目录

声明

第一章 绪论

1.1引言

1.2豆科-根瘤菌共生在重金属污染土壤上的生物修复技术

1.3气体信号分子在重金属污染土壤上的植物修复技术

1.4研究目的和意义

1.5 研究内容及技术路线

第二章 试验材料和方法

2.1试验材料

2.2盆栽试验

2.3 测定方法

2.4数据处理

第三章 H2S与NO对苜蓿重金属胁迫的缓解作用

3.1 H2S与NO对苜蓿和土壤的影响

3.2讨论

3.3小结

第四章 H2S对苜蓿-根瘤菌共生系统中重金属胁迫的缓解作用

4.1 H2S在苜蓿-根瘤菌共生系统中的影响

4.2讨论

4.3小结

第五章 NO对苜蓿-根瘤菌共生系统重金属胁迫的缓解作用

5.1 NO在苜蓿-根瘤菌共生系统中的影响

5.2讨论

5.3小结

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2创新点

6.3展望

参考文献

致谢

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