【摘要】：隨著我國(guó)工農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展,我國(guó)土壤重金屬污染問(wèn)題日益惡化。鎘是目前我國(guó)分布面積最廣、影響最為嚴(yán)重的一種重金屬污染形式,對(duì)土壤造成了嚴(yán)重的危害。同時(shí)鎘和鋅具有相似的結(jié)構(gòu)和環(huán)境特征,兩者經(jīng)常同源伴生,使得鎘污染問(wèn)題變得更為復(fù)雜,如何安全經(jīng)濟(jì)有效的處理鋅鎘復(fù)合污染,已經(jīng)成為保障土壤安全的迫切需求。為應(yīng)對(duì)日益復(fù)雜的重金屬污染問(wèn)題,本研究構(gòu)建叢枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungus)-蘆葦共生系統(tǒng),采用半水培盆栽實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析鋅鎘污染下接種AMF對(duì)蘆葦生長(zhǎng)生理指標(biāo)和體內(nèi)重金屬轉(zhuǎn)運(yùn)的影響以及相應(yīng)耐受機(jī)制。本研究首先構(gòu)建了穩(wěn)定的AMF-蘆葦共生關(guān)系,并在不同重金屬脅迫下研究了AMF對(duì)蘆葦生長(zhǎng)生理、物質(zhì)同化吸收的影響。研究表明,重金屬脅迫會(huì)抑制蘆葦?shù)纳L(zhǎng)發(fā)育,而AM處理明顯改善了重金屬脅迫下蘆葦?shù)纳锪?菌根依賴性為14.69%~396.83%,且AMF均促進(jìn)了蘆葦根系生物量的分配。蘆葦光響應(yīng)擬合曲線均符合指數(shù)增長(zhǎng)規(guī)律,而AMF顯著提高了Pn_(max),鋅、鎘和復(fù)合脅迫下最大增幅分別為368.29%、40.64%和166.40%。接種AMF均增加了蘆葦?shù)牧孜樟?這是AMF協(xié)助蘆葦?shù)钟亟饘倜{迫的策略之一。除此之外,AMF通過(guò)增加體內(nèi)抗氧化酶活性來(lái)緩解重金屬產(chǎn)生的氧化應(yīng)激,而這種緩解機(jī)制與施加的重金屬脅迫的種類和濃度有關(guān)。為了分析AMF對(duì)蘆葦體內(nèi)鋅鎘的作用機(jī)制,考察了不同重金屬脅迫下蘆葦體內(nèi)的鋅鎘吸收轉(zhuǎn)運(yùn)情況。研究表明,共生體系應(yīng)對(duì)不同重金屬的吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)策略并不相同。低濃度鋅脅迫下AMF促進(jìn)鋅向地上部轉(zhuǎn)運(yùn)(TF_(增幅)=48.532%~59.739%),高濃度脅迫富集于根系(TF_(降幅)=-41.332%~-11.024%);而鎘脅迫下AMF均將鎘固定于根系(TF_(降幅)=-32.946%~-11.113%);低濃度復(fù)合脅迫下AMF增大了根系和葉片中鋅的濃度,高濃度脅迫下降低了根系和葉片中鋅的濃度,促進(jìn)了鋅在莖中的積累,但均降低了TF_(Zn)(TF_(降幅)=-38.952%~-2.382%);而無(wú)論脅迫高低,復(fù)合處理下AMF均降低了蘆葦根系和葉片中鎘的濃度。鋅鎘濃度在各營(yíng)養(yǎng)器官中的分布均遵循:根莖葉,AMF并未改變蘆葦對(duì)重金屬吸收轉(zhuǎn)運(yùn)的整體規(guī)律。鋅脅迫下,AMF通過(guò)生物稀釋的作用增加蘆葦總鋅吸收量;鎘脅迫下AMF通過(guò)生物富集作用增加了蘆葦總鎘吸收量。而復(fù)合脅迫下鋅鎘濃度均呈現(xiàn)低促高抑的現(xiàn)象,即低濃度脅迫下AMF增大蘆葦體內(nèi)鋅鎘濃度,高濃度脅迫下減低蘆葦鋅鎘濃度。而就吸收量而言,AMF均增大了蘆葦?shù)目備\鎘吸收量�？梢�,蘆葦-菌根共生體系的構(gòu)建不僅可緩解鋅鎘脅迫對(duì)蘆葦生長(zhǎng)發(fā)育的毒害作用,還可通過(guò)調(diào)節(jié)鋅鎘的轉(zhuǎn)運(yùn)來(lái)改善蘆葦對(duì)鋅鎘的耐受吸收,為鋅鎘污染區(qū)的修復(fù)策略提供了新的理論支撐和技術(shù)支撐,并改善了傳統(tǒng)植物修復(fù)技術(shù)的缺陷。
【圖文】：

- 7 -圖 1-1 重金屬脅迫下的 AMF-植物共生系統(tǒng)響應(yīng)機(jī)制圖(修改自 Meier)AMF 在很大程度上緩解了脅迫對(duì)植物的損傷，其主要機(jī)制如圖 1-1[65]，機(jī)制通過(guò)共生系統(tǒng)分泌到體外的螯合物對(duì)重金屬進(jìn)行固定化[66]；機(jī)制 2：通過(guò)細(xì)胞生物聚合物結(jié)合重金屬[67]；機(jī)制 3：當(dāng)重金屬穿過(guò)細(xì)胞壁時(shí)，重金屬會(huì)被固定細(xì)胞質(zhì)膜表面[66]；機(jī)制 4：通過(guò)跨膜運(yùn)輸將吸附在菌絲和根系表面的重金屬轉(zhuǎn)細(xì)胞質(zhì)中；機(jī)制 5：通過(guò)細(xì)胞內(nèi)的金屬硫蛋白[68]、有機(jī)酸、氨基酸[69]對(duì)重金屬合作用；機(jī)制 6：通過(guò)膜轉(zhuǎn)運(yùn)體將細(xì)胞內(nèi)的重金屬轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞壁上[70]；機(jī)制 7：金屬富集于液泡中；機(jī)制 8：通過(guò)真菌的菌絲完成對(duì)重金屬的轉(zhuǎn)運(yùn)；機(jī)制 9：F 的叢枝中的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白可以將金屬帶到界面基質(zhì)中(AMF 的質(zhì)膜和根系細(xì)胞之接觸區(qū)域)，，再被轉(zhuǎn)運(yùn)到植物體內(nèi)；機(jī)制 10：將重金屬富集與 AMF 的孢子中。.3 目前存在的問(wèn)題國(guó)內(nèi)已經(jīng)在重金屬污染土壤修復(fù)方面進(jìn)行了大量的工作，主要集中對(duì)超富集

研究的技術(shù)路線圖
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X17;X53

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本文編號(hào)：2665629