【摘要】：多環(huán)芳烴(PAHs)是一類環(huán)境中普遍存在的具有"三致,,效應(yīng)的持久性有機(jī)污染物,可被植物吸收積累,通過食物鏈富集嚴(yán)重危害農(nóng)產(chǎn)品和人類健康。因此,亟需解決PAHs在農(nóng)作物體內(nèi)的積累,保障農(nóng)產(chǎn)品安全和人類健康。芘作為PAHs中4環(huán)污染物的典型代表,常被用作測(cè)定環(huán)境中PAHs污染的指示物和PAHs生物降解的模型分子。本文從長期受PAHs污染場區(qū)健康的植物車前草(Plantago depressa Willd)體內(nèi)篩選到1株高效降解芘的功能植物內(nèi)生細(xì)菌PW7,系統(tǒng)地探究了環(huán)境條件對(duì)其生長和芘降解能力的影響;探討了菌株P(guān)W7在小麥體內(nèi)的定殖動(dòng)態(tài)及對(duì)植物吸收降解芘的影響。該研究結(jié)果為利用功能內(nèi)生細(xì)菌減少植物體內(nèi)PAHs的含量和保證農(nóng)產(chǎn)品安全提供了菌種支持及理論依據(jù)。主要研究成果如下:1.具有芘降解特性的功能植物內(nèi)生細(xì)菌的分離篩選及條件優(yōu)化(1)本文通過富集培養(yǎng),從PAHs污染的車前草(Plantago depressa Willd)體內(nèi)分離得出1株高效降解芘的功能植物內(nèi)生細(xì)菌PW7,經(jīng)菌株培養(yǎng)特征、生理生化性質(zhì)及16S rDNA序列同源性分析,菌株P(guān)W7初步鑒定為Serratiasp.。生長特性研究發(fā)現(xiàn),菌株P(guān)W7存在二次生長特性,最適生長條件:pH7.0,鹽濃度5g·L~(-1),溫度30℃,裝液量20 mL。此外,菌株P(guān)W7具有良好的耐鹽性,且為好氧菌。該研究為菌株P(guān)W7應(yīng)用于微生物降解PAHs提供依據(jù)。(2)菌株P(guān)W7能夠利用芘為唯一碳源和能源進(jìn)行生長,10 d內(nèi)對(duì)芘的降解效率為47.52%。環(huán)境條件對(duì)菌株降解芘效率的影響結(jié)果表明,菌株P(guān)W7的生長和芘降解的最適條件:溫度30℃,pH 7.0。在一定范圍內(nèi),底物濃度與菌株生長和芘降解成負(fù)相關(guān),接種量與菌株生長和芘降解成正相關(guān)。當(dāng)芘濃度為20 mg·L~(-1)時(shí),菌株P(guān)W7對(duì)芘的降解率高達(dá)70.81%。外加碳氮源對(duì)菌株P(guān)W7降解芘產(chǎn)生了不同程度的影響。外加碳氮源為葡萄糖、麥芽糖、絲氨酸等時(shí),10 d內(nèi)菌株P(guān)W7對(duì)芘的降解效率高達(dá)60%以上。優(yōu)化菌株降解芘的條件,為其高效快速地降解芘提供了參數(shù)依據(jù)。2.功能內(nèi)生細(xì)菌在小麥體內(nèi)的定殖特性(1)采用溫室水培體系以及浸根(SR)、浸種(SS)和涂葉(PL)三種定殖方法,研究了植物內(nèi)生細(xì)菌PW7在小麥體內(nèi)的定殖情況和三種不同定殖方式的性能。菌株能夠良好的定殖在小麥體內(nèi),可從根部向莖葉部轉(zhuǎn)移,且對(duì)小麥生長有促進(jìn)作用。與CK相比,SR、SS、PL中小麥的鮮重依次比CK提高了 25.00%、20.76%、15.45%。SR對(duì)小麥的促進(jìn)作用最強(qiáng)。(2)小麥能夠吸收培養(yǎng)液中的芘,并由根向莖葉傳導(dǎo)。接種菌株P(guān)W7能夠降低培養(yǎng)液中芘濃度,順序依次為SRSSPLCK;與CK相比,SR、SS、PL中芘含量的減少率依次為51.36%、23.64%、12.11%。培養(yǎng)液中芘濃度及去除率隨染毒時(shí)間的延長而逐漸減小;通過SR、SS、PL接種菌株P(guān)W7均能提高培養(yǎng)液中芘去除率,SR的芘去除率最大為78.28%,PL的芘去除率最差。(3)通過SR、SS、PL接種功能細(xì)菌PW7均可降低植物體內(nèi)芘濃度和積累量。與CK相比,接種菌株P(guān)W7降低了小麥根部和莖葉部的芘含量及積累量,順序依次為SRSSPLCK,說明功能菌株能影響小麥對(duì)芘的吸收代謝作用。SR中小麥體內(nèi)芘含量和積累量最低,分別為29.49mg·kg~(-1)、3.66μg·pot~(-1)，，與CK相比,其減少率最高,分別為61.99%、53.96%。隨著培養(yǎng)液中芘濃度的增大,小麥根和莖葉中芘含量和積累量逐漸增大。小麥根部和莖葉部的花含量和積累量隨著染毒天數(shù)的增加而逐漸減少。接種菌株P(guān)W7的方式不同,小麥體內(nèi)芘濃度和積累量不同,順序依次為SRSSPLCK,與CK相比,芘含量的減少率依次是SRSSPL。接種功能內(nèi)生細(xì)菌能夠降低植物體內(nèi)的芘含量和積累量。(4)通過SR、SS、PL接種功能細(xì)菌均使小麥的富集系數(shù)和傳導(dǎo)系數(shù)減小。小麥對(duì)芘的富集系數(shù)和傳導(dǎo)系數(shù)隨著污染濃度的增大而減小;隨著染毒時(shí)間的延長基本呈下降趨勢(shì);定殖方式不同,其富集系數(shù)和傳導(dǎo)系數(shù)SRSSPLCK,但根部的富集系數(shù)變化不大。推測(cè)芘大部分在根部被降解,且培養(yǎng)液和小麥體內(nèi)芘的去除效果SRSSPL,說明接種功能植物內(nèi)生細(xì)菌可以降低植物體內(nèi)芘的污染水平。菌株P(guān)W7的最適定殖方式為浸根。植物內(nèi)生細(xì)菌能夠定殖于宿主植物體內(nèi),促進(jìn)植物生長,提高植物對(duì)芘的抗性和代謝作用。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X172;S512.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2335079