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汞、镉对外生菌根真菌生长、分泌作用和养分吸收的影响

作　者: 张琴
导　师: 黄建国
学　校: 西南农业大学
专　业: 微生物学
关键词: 真菌生长分泌作用养分吸收菌根真菌外生草酸分泌培养液生长量重金属镉
分类号: S154
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
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内容摘要

外生菌根真菌是土壤中非常重要的一类真菌，能与70～75％的造林树种形成外生菌根。优良的外生菌根真菌与木本植物的根系形成外生菌根后，能促进寄主植物的生长，改善它们的营养状况，提高其抗逆(干旱、病虫害，盐害等)能力。因此，外生菌根真菌被在林业生产和植树造林中广泛应用。某些外生菌根真菌能不同程度的通过多种方式增强寄主植物抵御不良环境的能力，估计对减轻重金属的危害也具积极作用，在污染土壤和矿墟的植树造林中可能有着广阔的应用前景。但是，目前所研究的供试菌种(株)和重金属的代表性和数量不足，尚不能完全弄清外生菌根真菌抗(耐)重金属的能力、机理及应用价值，因此，选择更多的有一定研究基础和应用前景的外生菌根真菌作为供试菌种(株)，研究它们对重金属的抗(耐)性及其机理很有必要。 Cd、Hg是人类活动向环境释放较多的重金属。试验选用彩色豆马勃Pisolithus tinctorius 715(1996年从四川西昌桉树红壤中分离获得)和土生空团菌Cenococcum geophilum SIV(上世纪80年代从西班牙欧洲火炬松土壤中分离获得)两种外生菌根真菌作为供试菌种，在培养基中加入不同浓度的Hg或Cd进行培养，研究了它们的生长状况、氮磷钾吸收、H~+及草酸分泌作用等。目的是了解它们对Hg、Cd的抗(耐)能力和有关机理，为在Hg、Cd污染的土壤和矿墟进行植树造林，防止Hg、Cd进一步迁移释放，污染其它陆生或水生生态环境提供科学依据。研究结果如下： 1．在培养液中加入较低浓度的Hg，外生菌根真菌的生长受到轻微抑制；继续增加Hg的浓度，外生菌根真菌表现出一定的耐受性，生长量不因Hg浓度的提高而显著降低；当Hg的浓度超过一定的阈值后，外生菌根真菌的生长速率迅速降低或停止。Hg对两种外生菌根真菌生长的影响有所差异，Pt 715的生长对Hg比Cg SIV相对敏感。 2．Cg SIV的生长对Cd十分敏感，随着培养液中Cd的浓度逐渐增加，Cg SIV的生长量也随之降低，二者呈直线负相关(y=81.61-3.88X，r=-0.987)。但是，Pt 715对Cd表现出极高的抗(耐)性。在Cd浓度为15mg／L时，Cg SIV的生长量比对照降低74.40％，而在Cd浓度为140mg／L时，Pt 715的生长量仍为对照的73.64％。 3．Hg、Cd对外生菌根真菌生长的抑制作用因重金属元素不同而异。对Pt 715而言，Hg张琴：汞、隔对外生菌根真菌生长、分泌作用和养分吸收的影响一中文摘要一对其生长的抑制作用大于Cd，二者的毒性指数分别为：1．614（Hg）和0．576（Cd人对 Cg SIV而言人d对其生长的抑制作用大于 Hg，二者的毒性指数分别为：0．931（Hg）和4．59（Cd）。4．外生菌根真菌吸收阳离于和分泌有机酸会释放H＼重金属对外生菌根真菌H”分泌的影响因菌种不同而异。较低浓度的蝴对 Cg SS的 H”分泌无显著影响，但降低 Pt715 的H“分泌数量，高浓度的Hg同时显著抑制Pt715和Cg SIV的H”分泌。在培养液中加入 Hg后，外生菌根真菌的生长量和 H”分泌量的关系可用回归方程 y二 0．567＋ 0027X，r＝O．987（Cg SIV）和 y o．653＋O．08’7X， r＝0．998（Pt 715）表示，说明 Hg 对H”分泌的影响与生长同步，即生长量降低减少了H”的分泌量。低浓度的 Cd促进 Cg SS但抑制 Pt715的 H”分泌，但较高浓度 Cd却显著抑制 Cg SIV 而促进Pt715的 H“分泌。培养基加 Cd处理下，菌根真菌分泌的 H“数量与生长量间无显著相关性，说明Hg、Cd两种重金属对H”分泌的影响机理不同。5．在不添加重金属的处理中，两种外生菌根真菌分泌草酸的能力差异显著，Pt 715明显大于 Cg SIV。Hg、Cd可促进 Cg SIV但抑制 Pt 715的草酸分泌作用。向培养液中添加 Hg或 Cd，Cg SIV的草酸分泌率显著增加，培养液中草酸的数量无显著改变（Hg）或显著升高（Cd人但 Pt 715的草酸分泌率和培养液中草酸的数量均显著降低。草酸对重金属有很强的络合能力，在重金属胁迫的条件下，许多抗（耐）能力强的微生物通过增加草酸分泌以络合重金属，降低它们的危害作用。但本项研究未能支持这种理论，看来供试外生菌根真菌可能通过某些其它机制抵抗Hg、h对生长的危害作用。6．Cd、Hg两种重金属对外生菌根真菌菌丝体内的氮、磷、钾含量或吸收量的影响因菌种和金属元素不同而异，但从总体上看，重金属不会显著降低氮、磷、钾含量和吸收量。在培养液中加入 Hg之后，Cg SIV菌丝的氮、磷含量和吸收量显著增加，含钾量和吸收量无显著变化；Hg对 Pt 715菌丝体内的氮、磷、钾含量，以及磷、钾吸收量无显著影响，但对吸氮量有一定影响。在培养液中加人 Cd之后，Cg SIV菌丝的磷、钾含量无显著变化，含氮量随培养液中 Cd浓度上升而增加灯4．20＋12．16X，r＝0．956人与此同时，Cg SIV的吸氮量显著升高，吸磷量显著降低，吸钾量无显著变化，其中磷素的吸收量与培养液中 Cd的浓度呈显著负相关ha30．23—7．49X，r＝一0．906人对Pt 715而言，菌丝体内的氮、钾含量显著升高，磷含量随培养液中 Cd浓度上升而缓慢降低h纶7．34

全文目录

中文摘要  4-7
英文摘要  7-10
文献综述  10-30
  1 外生菌根概述  10-18
    1．1 外生菌根的四大结构及功能  11-13
      1．1．1 菌套  11-12
      1．1．2 外延菌丝  12
      1．1．3 哈蒂氏网  12-13
      1．1．4 菌索  13
    1．2 影响外生菌根形成的因素  13-15
      1．2．1 寄主植物  13-14
      1．2．2 菌根真菌的繁殖体  14
      1．2．3 环境条件  14-15
    1．3 外生菌根对植物的有益作用  15-18
      1．3．1 扩大寄主植物根系的吸收面积  15
      1．3．2 增加寄主植物对磷和其它元素的吸收和利用  15-16
      1．3．3 产生多种植物激素  16-17
      1．3．4 增强宿主植物的抗病性  17-18
      1．3．5 增强宿主植物的抗逆性  18
  2 外生菌根与重金属的相互作用  18-21
    2．1 重金属对外生菌根真菌生长代谢的影响  18-19
    2．2 重金属对外生菌根侵染的影响  19-20
    2．3 外生菌根的抗重金属机制  20-21
  3 土壤重金属污染  21-30
    3．1 土壤重金属污染概述  21-26
      3．1．1 土壤重金属污染的概念  21-22
      3．1．2 重金属在土壤中的存在形态  22
      3．1．3 土壤中重金属的迁移转化  22-25
        3．1．3．1 土壤胶体对重金属的吸附作用  22-23
        3．1．3．2 土壤中重金属的配合作用  23-24
        3．1．3．3 土壤中重金属的沉淀和溶解作用  24
        3．1．3．4 土壤中重金属的生物转化  24-25
      3．1．4 土壤重金属污染的治理方法  25-26
        3．1．4．1 分类  25
        3．1．4．2 原理和特点  25-26
    3．2 重金属污染土壤的生物修复  26-30
      3．2．1 污染环境生物修复的概念及特点  26-27
      3．2．2 重金属污染土壤的植物修复  27-28
      3．2．3 外生菌根真菌在重金属污染土壤治理中的应用前景  28-30
引言  30-32
1 材料与方法  32-34
  1．1 供试菌种  32
  1．2 试验设计  32
  1．3 测定项目和方法  32-34
    1．3．1 培养液pH  33
    1．3．2 生物量  33
    1．3．3 草酸  33
    1．3．4 菌丝体氮、磷、钾  33
    1．3．5 数据分析  33-34
2 结果与分析  34-42
  2．1 重金属对外生菌根真菌生长的影响  34-35
    2．1．1 Hg  34
    2．1．2 Cd  34-35
    2．1．3 Hg、Cd抑制外生菌根真菌生长的比较  35
  2．2 重金属对外生菌真菌分泌作用的影响  35-40
    2．2．1 H~+分泌作用  36-38
      2．2．1．1 Hg  36-37
      2．2．1．2 Cd  37-38
    2．2．2 草酸分泌作用  38-40
      2．2．2．1 Hg  38
      2．2．2．2 Cd  38-40
  2．3 重金属对外生菌根真菌氮、磷、钾吸收的影响  40-42
    2．3．1 氮  40
    2．3．2 磷  40-41
    2．3．3 钾  41-42
3 讨论  42-47
  3．1 外生菌根真菌对重金属的抗（耐）性  42-43
  3．2 草酸在外生菌根真菌抵御重金属毒害中的作用  43-44
  3．3 Pt715对Cd的抗（耐）性  44-45
  3．4 重金属胁迫下影响外生菌根真菌H~+分泌作用的因素  45-46
  3．5 毒性实验中有毒物浓度设置对实验结果的影响  46-47
4 结论  47-49
参考文献  49-53
致谢  53

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