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重金属污染正日益成为人类所关心的重大环境问题,在我国近1/5的耕地受到重金属污染,其中铜镉污染问题尤为突出。外生菌根植物修复技术具有成本低、不破坏土壤生态环境、不引起二次污染等特点,是上世纪九十年代飞速发展起来的具有广阔前景的绿色修复技术。研究外生菌根真菌抗重金属胁迫的细胞外抗性机理,能为外生菌根植物修复铜镉污染土壤提供理论依据。
本文以外生菌根真菌--铆钉菇(Gomphidius viscidus)接种油松(Phzus tabulaeformis)为研究对象,研究铜镉污染条件下,菌根根系分泌物中的总有机碳(TOC)含量和有机酸组分与释放量的改变,探讨菌根分泌物在菌根植物抗重金属毒害中的作用,以及离体培养条件下外生菌根真菌菌丝对铜镉的吸附作用,从而进一步探讨外生菌根植物抗重金属胁迫的胞外抗性机理。
研究结果表明:(1)铜镉处理后,接种油松根系分泌物中总有机碳含量分别为20.69与10.75mg/g根干重,分别比金属处理前高出了7.58与2.87 mg/g根干重。(2)Cu(Ⅱ)6mg/L条件下,接种油松根系分泌草酸、苹果酸含量分别为1633.66与712.17 μmol/g,比处理前增加了629.55与384.59μmo/L,显著增加。Cd(Ⅱ)6mg/L条件下,接种油松根系分泌苹果酸、柠檬酸含量分别为712.17与59.55μmol/g,比处理前有显著增加。Cu(Ⅱ)6mg/L条件下接种油松分泌的草酸含量显著高于未接种油松,Cd(Ⅱ)6mg/L,条件下接种油松分泌的苹果酸和柠檬酸含量与未接种油松相比没有显著性差异。(3)Cu(Ⅱ)1.25,7.5mg/L 处理中,由于外延菌丝体的生长作用,草酸分泌量第一至二周基本持平,在第三周显著增加,而在Cu(Ⅱ)15,30mg/L 高浓度处理中由于菌丝体生物活性受到抑制草酸持续减少。Cd(Ⅱ)0.1,0.2,0.4mg/L 处理下,接种油松分泌草酸含量均随时间变化连续增加,与未接种油松相比无显著著异。Cd(Ⅱ)0.8mg/L 处理下,接种比未接种油松分泌草酸含量显著提高。(4)外生菌根真菌 Gomphidius viscidus对Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的平衡吸附量为Cu(Ⅱ)25.59、Cd(Ⅱ)59.66mg/g菌丝干重。(5)活菌的吸附能力在25℃时最强。Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)处理下活菌分别在pH4利pH5时吸附能力最强。(6)活菌比死菌菌丝体对Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)有更强的吸附能力,Cu(Ⅱ)为活菌60.5,死菌5.8mg/g菌丝干重Cd(Ⅱ)为活菌35.5,死菌5.3mg/g菌丝干重。