【摘要】：本文以某鈾尾礦區(qū)的本土植物酸模以及鈾及伴生重金屬的超富集植物:苜蓿、菊苣、印度芥菜為研究材料。通過富集培養(yǎng)法和平均吸光度法篩選分離植物促生菌,研究其生長和促生特性。并通過盆栽實驗,在單一污染處理下,分析了促生菌對苜蓿、菊苣、印度芥菜3種植物的生物量和富集特征的影響,篩選出生物量和富集量提高最多的植物苜蓿;分析了鈾及其伴生重金屬單一污染處理下,植物促生菌對苜蓿生理生化指標及光合性能的影響。為其在鈾尾礦區(qū)核素土壤污染的生態(tài)修復(fù)應(yīng)用中提供一定的參考。主要研究結(jié)果如下:(1)從酸模根部分離出22株不同的細菌,其中10株具有一定的促生特性。最后根據(jù)定量分析促生特性得到一株目的菌株D16。該菌株的MIC(最小抑制濃度)為350 mg/Kg(U)、1200 mg/Kg(Mn)、800 mg/Kg(Pb)、125 mg/Kg(Ni)。普通培養(yǎng)基條件下24小時產(chǎn)IAA40.21 mg/L。普通培養(yǎng)基條件下24小時ACC酶活為0.32 U/μg。溫度為35℃,pH為7,轉(zhuǎn)速為150 r/min,氮源為酵母膏,碳源為甘油時,是菌株最佳的產(chǎn)IAA條件。溫度為30℃,pH為7,轉(zhuǎn)速180r/min,是菌株最佳的ACC酶活條件。結(jié)合形態(tài)學(xué)特征,生理生化初步特征和16s rDNA序列確定菌株為伯克氏菌目的木糖氧化無色桿菌。熒光示蹤實驗表明,第10天時,D16菌株在模擬的污染土壤中有最多的總量。(2)通過盆栽實驗,比較了D16菌株對苜蓿、菊苣、印度芥菜3種植物生長以及對鈾及伴生重金屬富集特征的影響。D16菌株加入后,相比于菊苣和印度芥菜,苜蓿在各處理中的生物量與對照相比均有較大的增加量,在800 mg/Kg的錳處理下,加入D16菌株使苜蓿有最大的干重,達到0.970 g。在各U處理下,與對照組相比,D16菌株使苜蓿干重提升顯著,提高了22.7%—83.3%。在U1處理下,苜蓿的富集系數(shù)提升值最大,為0.186,相比對照組提升48.7%。在Ni1處理下,苜蓿有最大的富集系數(shù),為0.512。在鈾及伴生重金屬處理下,D16菌株對苜蓿的轉(zhuǎn)移系數(shù)提升不明顯。(3)通過盆栽實驗,研究D16菌株在鈾及伴生重金屬的處理下,對苜蓿根系的抗氧化系統(tǒng)和苜蓿葉片光合系統(tǒng)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),與未接D16菌株對照組相比,苜蓿根部的抗氧化酶活性均有所增加。在U、Mn、Ni處理下,SOD(超氧化物歧化酶)隨著土壤中重金屬濃度的增加呈現(xiàn)總體增加的趨勢;在Pb處理下,呈先增后降的趨勢。在Pb2處理下有最大SOD酶活值,達到51.17 U/g,相比對照增加了15.6%,在U1處理下,酶活增加最多,相比對照增加了25.9%。D16菌株對苜蓿POD也有提升作用,但未達到顯著水平。在Mn3處理下有最大的POD酶活,達到28.14 U?g~(-1)?min~(-1),相比對照增加了13.0%。在U1處理下,酶活增加最多,增加了14.1%。CAT活性總體上也有所增加,在Ni1處理下,酶活增加最多,增加了9.3%。D16菌株對苜蓿MDA含量也有一定的降低作用,在Ni1處理下,MDA有最小值1.16μmol/g,比對照降低了17.2%。隨著鈾及伴生重金屬濃度的增加,熒光值逐步降低,在D16菌株加入后,熒光值有所增加。在U1處理下,vj值最大,為0.57,比對照增加了12.7%。在U2處理下Fv/Fm增加最多,比對照增加了11.2%。U1處理下PIabs增加最多,增加了28.2%。苜蓿的光合值的變化不規(guī)律,在U1處理下,光合速率提升了86.8%。D16菌株同樣使氣孔導(dǎo)度增加,在Mn3處理下增加了36.1%。Mn2處理下胞間CO_2增加了24.1%,同時蒸騰速率增加了12.9%。
【圖文】：

圖 2-1 待測菌株促生功能定量分析結(jié)果Fig.2-1 Quantitative analysis results of growth promoting function of strains2.2.3 內(nèi)生促生菌鈾及伴生重金屬抗性實驗通過設(shè)置 U、Mn、Pb、Ni 不同重金屬梯度濃度的液體和固體 LB 培養(yǎng)基，研究菌株 5、16、19 的重金屬耐受性[117]。結(jié)果如表 2-2 所示，菌株 5 對 U 的 MIC為 300 mg/L，對 Mn 的 MIC 為 1200 mg/L，對 Pb 的 MIC 為 800 mg/L，對 Ni 的MIC 為 75 mg/L。菌株 16 對 U 的 MIC 為 350 mg/L，對 Mn 的 MIC 為 1200 mg/L，對 Pb 的 MIC 為 800 mg/L，對鎳的 MIC 為 125 mg/L。菌株 19 對 U 的 MIC 為 300mg/L，對 Mn 的 MIC 為 1400 mg/L，對 Pb 的 MIC 為 1200 mg/L，對 Ni 的 MIC為 100 mg/L。菌株 16 對鈾有較強的耐受能力。菌株 19 對錳和鉛具有較強的耐受能力。由于菌株 16 對鈾有較高的耐受性，因此將 16 作為目標菌株，，編號為D16。剩下 2 種菌株作為備選菌株。

圖 2-2 基于 16s rDNA 序列構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育進化樹Fig.2-2 Phylogenetic tree of D16 strain2.2.5 D16 促生特性研究本研究從某典型鈾尾礦區(qū)的蓼科植物酸模根部分離篩選出耐受一定的菌株 D16，對鈾的最小抑制濃度能達到 350 mg/Kg，錳 1200 mg/Kg，mg/Kg，鎳 125 mg/Kg。經(jīng)鑒定為氧化木糖無色桿菌�，F(xiàn)有的研究表明，株具有一種促生性能，便具有促進植物生長的潛力[96]。本研究所篩菌株 表現(xiàn)的植物促生特征包括產(chǎn)生IAA和具有 ACC脫氨酶，可能有更好的促生
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X753;X17

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本文編號：2699238