【摘要】：多氯聯(lián)苯(Polychlorinated biphenyls, PCBs)污染土壤的生物修復在全球范圍內(nèi)已經(jīng)得到了廣泛關(guān)注。叢枝菌根(Arbuscular mycorrhiza, AM)真菌作為植物與土壤、微生物之間聯(lián)系的橋梁,在PCBs污染土壤的生物修復過程中發(fā)揮著重要作用。本論文在篩選PCBs污染土壤高效修復植物及AM真菌的基礎(chǔ)上,利用分室根箱系統(tǒng)研究AM真菌與土壤PCBs降解及功能微生物群落之間的關(guān)系,主要結(jié)果如下：(1)研究美國南瓜(Cucurbita pepo L. cv. Black Beauty)、中國南瓜(Cucurbita moschata Duch. cv. Miben)、日本南瓜(Cucurbita maxima Duch cv. Cuili 1)以及黃瓜(Cucumis sativus L. cv. Jinyou 2)等四種植物對長期PCBs污染土壤的修復效率及其機理。結(jié)果表明,所有處理均顯著增加了土壤PCBs的降解率(19.5%-42.7%),其中C. pepo和C. moschata處理土壤PCBs降解率顯著高于另外兩個處理(P0.05),其土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及PCBs同系物組成也較為類似。土壤G-細菌PLFA生物量與總PCBs降解率呈顯著相關(guān)(R2=0.719,P0.001),而G-細菌和真菌一起與土壤五氯聯(lián)苯降解率呈顯著相關(guān)(R2=0.590,P0.01)。結(jié)果表明,供試C. pepo和C. moschata品種都能通過影響土壤微生物群落從而高效修復PCBs污染土壤。(2)以美國南瓜(Cucurbita pepo L. cv. Black Beauty)為供試植物,比較接種Acaulospora laevis、Glomus caledonium、Glomus mosseae對土壤Aroclor1242的降解效率及其微生物機理。A. laevis和G. mosseae顯著促進土壤Aroclor1242降解率及細菌豐度(P0.05)。AM真菌能顯著促進聯(lián)苯雙加氧酶編碼基因(bphA)和Rhodococcus屬2,3-二羥基聯(lián)苯雙加氧酶編碼基因(bphC)豐度(P0.05)。Betaproteobacteria和Actinobacteria在土壤細菌群落中占據(jù)主要地位,其中Actinobacteria顯著影響了非根際土壤PCBs同系物組成(F=2.288,P0.05)。結(jié)果表明,A. laevis和G. mosseae能夠通過促進土壤bph基因及特定微生物種群豐度而促進PCBs的降解。(3)分別以C. pepo和G. mosseae為供試植物和AM真菌,利用分室根箱系統(tǒng)研究菌絲際土壤微生物群落與Aroclor1242降解之間的相互聯(lián)系。接種AM真菌的處理其菌絲室土壤PCBs降解率顯著高于未接種的對照(P10.05)。土壤三氯、四氯聯(lián)苯以及總PCBs降解率與菌絲長度呈顯著正相關(guān)(P0.05)。AM真菌菌絲促進了Rhodococcus屬bphC基因(bphC(Rh))豐度,改變了土壤微生物群落結(jié)構(gòu),Betaproteobacteria和Actinobacteria綱細菌在群落中占據(jù)主要地位,而Burkholderials和A ctinomycetales是主要的科。結(jié)果證明,AM真菌菌絲可以促進bphC (Rh)基因豐度以及改變土壤微生物群落結(jié)構(gòu),進而影響土壤PCBs的降解。(4)利用分室根箱系統(tǒng),以[13C]PCB-4為研究對象,研究了PCBs代謝微生物對AM真菌菌絲的響應特征。結(jié)果表明,對照土壤[13C]標記的bphA及bphC(Rh)基因豐度顯著增加(P＜0.05),但接種AM真菌僅顯著促進了bphC基因的豐度(P0.05)。AM真菌菌絲對PCB-4利用微生物產(chǎn)生了影響,顯著提高了[13C]DNA中Firmicutes及Proteobacteria的相對比例(P0.05),特別是Betaproteobacteria綱的相對比例,但是對Actinobacteria影響不顯著。進一步分析結(jié)果顯示,Burkholderiaceae科是利用[13C]PCB-4的主要微生物,且AM真菌對其具有顯著的促進作用。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：X53;X172

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本文編號：2756276