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超积累植物龙葵内生菌强化镉植物修复的初步研究

作　者: 万勇
导　师: 罗胜联；曾光明
学　校: 湖南大学
专　业: 环境工程
关键词: 内生菌超积累植物重金属植物修复解毒
分类号: X53
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 216次
引　用: 3次
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内容摘要

利用超积累植物提取重金属的植物修复技术是极具潜力的土壤重金属污染治理技术之一。植物修复法的主要优点是成本低、太阳能供能、原位修复、保留耕土和二次污染少。但同时修复效果的季节性、修复周期长等问题,却成为制约植物修复技术应用于重金属污染治理的“瓶颈”。因此有必要开展利用微生物或化学调控提高植物效率的研究。利用植物内生菌与宿主植物的协同作用提高植物修复效率是一种极具潜力的方案。有研究表明天然的或是工程化的内生菌能提高植物对有机物的修复能力,但作用于重金属的却很少,主要原因是缺乏有价值的菌株,本文的主要目的就是自超积累植物中筛选具有植物促生和重金属解毒作用的菌株,考察其促进重金属植物修复的效果。本研究通过对重金属镉（Cd）超积累植物龙葵（Solanum nigrum L.）内生菌进行分离纯化筛选得到菌株LRE07。经16s rDNA鉴定其为沙雷氏菌属。考察其植物促生相关参数发现该菌株能能产吲哚乙酸、ACC脱氨酶和铁载体,且具有溶解矿质磷酸盐能力。这些性能表明内生细菌LRE07有潜在的促进植物生长量的能力。LRE07对多种重金属有较高的抗性,其对Cd、Zn、Pb、Cu和Cr的最小抑制浓度分别达到8mM、5mM、4mM、10mM和12mM。在重金属离子解毒实验中发现LRE07对重金属的解毒作用有选择性。单离子条件下,它能绑定超过65%的Cd²⁺和35%的Zn²⁺,而对Cu²⁺、Cr⁶⁺和Pb²⁺却没有去除作用,在多离子体系下也得到了类似的结果。将LRE07回植入龙葵的盆栽试验结果显示龙葵的生物量有明显增大,且龙葵各组织部位对Cd的的积累量均有明显增加。本研究证明利用植物体内的内生菌与宿主植物的协同关系提高植物修复性能具有可行性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
插图索引  11-12
附表索引  12-13
第1章绪论  13-23
  1.1 土壤重金属污染危害及现状  13-15
    1.1.1 土壤重金属污染的危害  13-14
    1.1.2 土壤重金属污染的现状  14-15
  1.2 土壤重金属污染的植物修复技术  15-19
    1.2.1 土壤重金属污染治理技术  15-16
    1.2.2 植物修复技术概况  16
    1.2.3 重金属植物修复的类型  16-18
    1.2.4 超积累植物修复  18-19
    1.2.5 植物修复的局限性  19
  1.3 内生细菌在植物修复中的作用  19-21
    1.3.1 植物内生菌与宿主植物的作用关系  20
    1.3.2 内生菌在环境污染治理中的应用  20-21
    1.3.3 内生菌研究展望  21
  1.4 本实验研究意义  21-23
第2章抗性菌株的筛选与鉴定  23-31
  2.1 前言  23
  2.2 实验材料  23-25
    2.2.1 植物样品来源  23
    2.2.2 培养基  23-24
    2.2.3 试剂  24-25
  2.3 实验方法  25-28
    2.3.1 植物材料的表面消毒  25
    2.3.2 内生菌的分离  25
    2.3.3 菌株的重金属抗性  25
    2.3.4 抗性菌株的形态和生理生化特征鉴定  25-27
    2.3.5 菌株16s rDNA 鉴定  27-28
  2.4 实验结果  28-30
    2.4.1 菌株的分离与纯化  28
    2.4.2 菌株最小抑制浓度（MIC）测定  28-29
    2.4.3 菌株的鉴定  29-30
  2.5 小结与讨论  30-31
第3章重金属抗性细菌生物学特征研究  31-38
  3.1 前言  31
  3.2 试剂与材料  31
    3.2.1 供试菌株  31
    3.2.2 培养基  31
    3.2.3 试剂  31
  3.3 实验方法  31-33
    3.3.1 菌株生长曲线的测定  31-32
    3.3.2 菌株产生长素（IAA）能力测定  32
    3.3.3 菌株产1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶（ACC 脱氨酶）能力测定  32
    3.3.4 菌株产铁载体能力测定  32
    3.3.5 菌株溶磷能力测定  32-33
    3.3.6 菌株对难溶性重金属盐增溶能力测定  33
  3.4 结果与讨论  33-38
    3.4.1 菌株LRE07 生长曲线测定  33
    3.4.2 菌株产生长素（IAA）能力测定  33-34
    3.4.3 菌株产ACC 脱氨酶能力测定  34-35
    3.4.4 菌株产铁载体能力  35
    3.4.5 菌株溶磷能力测定  35-36
    3.4.6 菌株LRE07 对难溶性重金属盐的增溶作用  36-38
第4章抗性菌株重金属绑定实验  38-46
  4.1 前言  38
  4.2 材料与方法  38-39
    4.2.1 材料  38-39
    4.2.2 实验方法  39
  4.3 结果与讨论  39-44
    4.3.1 菌株单离子体系下重金属解毒作用  39-43
    4.3.2 菌株多离子体系下重金属解毒作用  43-44
  4.4 小结与讨论  44-46
第五章内生细菌接种植株后对植物耐受及累积的影响  46-50
  5.1 前言  46
  5.2 材料与方法  46-47
    5.2.1 材料  46
    5.2.2 实验方法  46-47
  5.3 结果与讨论  47-50
    5.3.1 LRE07 植入龙葵效果  47-48
    5.3.2 LRE07 植入龙葵后对植株生长的影响  48-49
    5.3.3 LRE07 植入龙葵后对植株重金属累积的影响  49-50
结论  50-54
  1 结论  50-52
  2 建议与展望  52-54
参考文献  54-60
附录攻读学位期间所发表的学术论文  60-61
致谢  61

超积累植物龙葵内生菌强化镉植物修复的初步研究

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