發(fā)布時間：2020-07-16 14:05

【摘要】：農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)重金屬污染日趨嚴(yán)重,危及我國糧食安全和國民健康。植物-微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)因具有投資小、環(huán)境友好等優(yōu)越性已成為當(dāng)下研究的熱點(diǎn)。本論文以廣泛種植的農(nóng)作物水稻(Oryza sativa L.)為試驗(yàn)材料,在盆栽條件下研究了不同Pb~(2+)質(zhì)量濃度(0、250、500 mg/Kg基質(zhì))脅迫下分別接種2種深色有隔內(nèi)生真菌(Dark septate endophytes,DSE)(Phialocephala fortinii和Phaeosphaeria fuckelii)對水稻生長的影響,并通過比較Pb~(2+)脅迫下接種這2種DSE后水稻生理生化特性(光合作用、細(xì)胞膜脂氧化、根系活力、抗氧化酶系統(tǒng)和抗氧化物質(zhì))以及根際土pH、Pb~(2+)吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)的變化,分析DSE對水稻鉛耐受性和水稻籽粒中鉛含量的影響及潛在機(jī)制,為DSE在降低水稻籽粒鉛含量中的應(yīng)用以及重金屬鉛污染農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:1.通過重金屬鉛抗性篩選和水稻根系侵染試驗(yàn),從實(shí)驗(yàn)室保存的9種DSE中篩選出2種(P.fortinii和P.fuckelii)鉛耐受性較強(qiáng)的菌株,且這2種DSE真菌均能與水稻形成良好的共生關(guān)系,因此被用作下一步試驗(yàn)的材料。2.與不接菌的對照相比,Pb~(2+)脅迫下接種P.fortinii和P.fuckelii均能提高水稻的生物量,尤其能促進(jìn)水稻的分蘗和根系的生長,而高濃度Pb~(2+)脅迫下(500 mg/Kg)接菌對水稻的促生作用更為顯著。表明接種DSE能緩解鉛毒害對水稻生長的抑制,從而維持其正常生長。2種DSE相比較而言,Pb~(2+)脅迫下,P.fortinii對水稻根系的侵染率較高,對植株生長的促進(jìn)作用也較為突出。3.Pb~(2+)脅迫下,不接菌水稻的凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)和氣孔導(dǎo)度(Gs)降低,而葉片胞間CO_2濃度(Ci)升高。接種DSE緩解了Pb~(2+)脅迫對水稻光合作用的抑制,其中對水稻Pn的提高作用最為顯著,接種P.fortini和P.fuckelii后Pn分別提高了32.1%-86.8%和24.5-54.9%;而只在較高Pb~(2+)濃度(500 mg/Kg)下接菌才對水稻的Tr和Gs有顯著提高。此外,接種P.fortini使水稻葉片Ci降低了19.5-40%。Pb~(2+)脅迫使水稻葉片細(xì)胞的膜脂受到損傷,導(dǎo)致丙二醛(MDA)含量激增,電解質(zhì)外漏,而接種DSE可降低水稻葉片細(xì)胞中MDA含量和電解質(zhì)透出率,從而減輕Pb~(2+)毒害造成的細(xì)胞膜脂損傷。4.Pb~(2+)脅迫下,接種P.fortinii使水稻葉片中的超氧化物歧化酶(SOD)活性提高了27.8%-185%,過氧化物酶(POD)活性提高了39%-64%;而P.fortinii和P.fuckelii接種水稻植株葉片中的過氧化氫酶(CAT)活性分別是對照的1.4-2.9倍和1.6-2.3倍,脯氨酸含量分別是對照的1.4-1.7倍和1.3-1.5倍。與對照相比,接種DSE也顯著增強(qiáng)了水稻的根系活力,這可能也是DSE提高水稻鉛耐受性的重要原因之一。5.無論接菌與否,重金屬Pb~(2+)脅迫下水稻各個組織器官中Pb~(2+)富集量的大小依次是:根葉片籽粒。接種DSE后水稻根系中的Pb~(2+)含量顯著提高,而葉片和籽實(shí)中的Pb~(2+)含量與對照相比則較低,表明接種DSE可通過影響重金屬Pb~(2+)在水稻體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)和分布而降低地上部分尤其是水稻籽粒中的Pb~(2+)含量,從而緩解Pb~(2+)的毒害作用。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X503.231;S511
【圖文】：

研究技術(shù)路線圖

圖 2-1 2 種 DSE 真菌在不同 Pb2+濃度 PDA 平板上的菌絲直徑（24℃，21 d） Mycelium diameter of two DSE isolates on PDA plates with different Pb2+conc2+濃度 0～1800 mg/L 范圍內(nèi)，2 種 DSE 真菌的菌絲直徑均隨著 Pb，在 Pb2+濃度 1800 mg/L 時達(dá)到最大值（p<0.05）（圖 2-1）；其中 范圍為 1.71～3.47 μm，P. fuckelii 的菌絲直徑范圍為 3.03～4.56 μm言，在各個 Pb2+濃度下，P. fuckelii 的菌絲直徑均不同程度的高于 2+的對照相比，2 種 DSE 真菌在高 Pb2+濃度（1800 mg/L）脅迫下～1.53 μm。結(jié)果表明，重金屬的毒害作用不同程度的增加了 2 種 別是在高濃度 Pb2+脅迫下，而 P. fortinii 菌絲直徑增加的幅度相對較脅迫對 2 種耐受性 DSE 真菌菌落形態(tài)特征的影響培養(yǎng)時，菌株 P. fortinii 的生長速度要快于 P. fuckelii，在不同 Pb2+，我們發(fā)現(xiàn)這 2 種耐受性 DSE 菌株表現(xiàn)出如下生長特征，如圖 2- P. fortinii：不加 Pb2+時，菌落呈淺灰綠色，蓬松多孔，絨毛狀，邊緣濃度的增加，菌落顏色先變?yōu)闇\棕色后變?yōu)樽鼗疑溥吘売蓤A，菌絲直徑逐漸變粗（1.71～3.47 μm），橫隔明顯，未見產(chǎn)孢結(jié)構(gòu)

圖 2-2 2 種 DSE 真菌在不同 Pb2+濃度 PDA 平板上的菌落形態(tài)（24℃，21d）Fig. 2-2 Colonies morphology of two DSE on PDA plates with different Pb2+concentrations2.5.4 Pb2+脅迫對 2 種耐受性 DSE 菌株菌絲干重的影響表 2-3 Pb2+對 2 種 DSE 菌株菌絲干重的影響Table 2-3 Influence of Pb2+on the biomasses of two DSE isolates (/g)Pb(NO3)2濃度（mg/L） P. fortinii P. fuckelii0 0.136±0.015Ab 0.126±0.019Bb300 0.138±0.016Bb 0.158±0.012Aa600 0.185±0.009Aa 0.156±0.008Ba900 0.125±0.008Ac 0.094±0.014Bc1200 0.123±0.017Ac 0.067±0.017Cd1500 0.070±0.014Ad 0.047±0.004Be1800 0.045±0.007Ae 0.026±0.006Cf注：不同小寫字母表示同一種菌在不同鉛濃度處理下差異顯著（p<0.05），不同大寫字母表示相

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2758100