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土壤Pb污染作为一个长期存在且十分严峻的环境问题,在国内引起广泛关注。采用植物-微生物联合修复土壤重金属污染,属于理想的生态治理方案。而木本植物因为其生物量大、不会轻易流入食物链等优点,逐渐开始替代草本植物和农作物。根际促生菌PGPR,作为土壤-植物系统中,自然存在且与植物生长联系紧密的微生物群体,成为植物-微生物联合修复的应用主体之一。植物-微生物联合修复土壤Pb污染的关键,在于Pb胁迫条件下微生物对植物体生长及耐铅性的促进效果。本文模拟Pb矿渣污染环境,在矿渣/土壤总质量比例为10%、50%盆栽中种植苦楝,一年后取根际土进行根际促生菌(PGPR)的筛选和鉴定。得到耐铅PGPR共17株,其中菌株B1-B7为同一种菌,属假单胞菌属(Pseudomonas sp.);D1-D10为同一种菌,为蒙太利假单胞菌(Pseudomonas montalli sp.)。选取ACC脱氨酶活性较强、产生IAA含量较高并具有一定的产铁载体能力的假单胞菌(B1)、蒙太利假单胞菌(D8)为供试菌株,进行盆栽接种实验,接种量为108 cfu菌液40mL共2次,设置三个Pb污染浓度:Omg/kg(CK)、100mg/kg(L1)和 500mg/kg(L2),三个接菌处理:不接菌 0、接种菌液 B1、接种菌液 D8,即 CK-0、CK-B、CK-D、L1-0、L1-B、L1-D、L2-0、L2-B、L2-D处理组。研究接种根际促生菌后,不同Pb浓度胁迫下,苦楝幼苗吸收富集和生长生理的变化特征,对比分析不同菌株对苦楝生长和耐铅性的促进作用。主要结果如下:1.土壤Pb胁迫60d后,接种菌株的可培养菌落数均可达到106数量级。表明接种菌株在幼苗根际土中定殖状况良好。2.未接菌处理组,随土壤Pb污染水平的增加,株高、地径RGR及叶、茎、根生物量RGR均逐渐减小,幼苗生长受到抑制。叶POD酶活性先维持后降低,根无显著变化;叶SOD酶活性先不变后增大,根逐渐降低;叶CAT酶活性维持不变,根先不变后增强;叶、根的APX、GR酶活性均先减小后维持较低水平;叶可溶性蛋白含量先维持后增大,根含量先减小后维持;叶、根MDA含量均先不变后增大。表明叶、根的抗氧化酶活性均受到了土壤Pb污染的影响,大部分酶在高浓度Pb处理下活性降低,MDA含量也显著增大。3.相对于L1-0,L1-B处理组土壤Pb含量略减小,地上部分Pb含量增加,根Pb含量较小,但三者差异均不显著,转运系数(TF)、地上部分富集系数(BCF)均显著增大,根BCF略减小但不显著;L1-D 土壤Pb含量略减小但不显著,地上部分及根Pb含量、TF、地上部分及根BCF均显著增大。相对于L2-0,L2-B处理组土壤Pb含量减少了 11.42%,地上部分及根Pb含量、TF、地上部分及根BCF显著增大;L2-D土壤Pb含量略减少,地上部分Pb含量增加,均不显著,根Pb含量、地上部分及根BCF显著增大,TF无显著变化。4.相较于L1-0,L1-B处理组株高、地径和叶、茎、根生物量相对生长速率(RGR)均无显著变化,叶过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性显著降低,过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽还原酶(GR)无显著变化,叶可溶性蛋白及MDA含量显著增强,根POD、SOD、CAT、GR酶活性显著增强,APX酶活性、可溶性蛋白及MDA含量无显著变化;L1-D处理组株高、地径、茎生物量RGR无显著变化,叶、根生物量RGR显著增大,叶POD、APX酶活性显著降低,SOD、CAT、GR酶活性及MDA含量无显著变化,可溶性蛋白含量显著增大,根POD、APX、GR酶活性无显著变化,SOD及CAT酶活性、可溶性蛋白含量显著增大,MDA含量显著减小44.35%。5.相较于L2-0,L2-B处理组株高及地径RGR、叶及根生物量RGR显著增大,茎生物量RGR无显著变化,叶POD、CAT、GR酶活性、可溶性蛋白及MDA含量显著增大,SOD酶活性显著降低,而APX无显著变化,根POD、SOD、APX酶活性、可溶性蛋白及MDA含量显著增大,而CAT、GR酶活性无显著变化;L2-D处理组株高RGR、茎及根生物量RGR无显著变化,地径RGR、叶生物量RGR显著增大,叶POD、APX、GR酶活性、MDA含量显著增强,SOD酶活性显著降低,CAT酶活性、可溶性蛋白含量无显著变化,根SOD、CAT酶活性及MDA含量显著增大,POD、APX、GR酶活性及可溶性蛋白含量无显著变化。综上所述,未接菌的铅污染处理下,苦楝幼苗生长受到抑制,抗氧化酶活性下降。接种菌株后,在低浓度铅胁迫下,接种菌株B1,显著促进了 Pb向地上部分的转移,但叶片抗氧化酶活性有所下降而可溶性蛋白含量增幅较小,叶片的膜脂过氧化程度加深,根的部分抗氧化酶活性增强,但发挥主要作用的SOD酶及可溶性蛋白的增幅较小。接种菌株D8,幼苗相对生长速率、Pb吸收富集显著增加,叶片、根的可溶性蛋白含量及根的SOD酶活性显著上升。在高浓度铅胁迫下,接种菌株B1较D8作用效果更好。接种菌株B1仍能保持幼苗向地上部分转移的能力,并显著提高了叶片、根的抗氧化酶活性、Pb吸收富集系数,而接种菌株D8仅根的抗氧化酶活性及Pb吸收富集显著增强。铅胁迫下,接种供试菌株,苦楝幼苗的叶片、根生物量相对生长速率显著增大,根的抗氧化酶活性显著增强。菌株提高苦楝幼苗耐铅性的方式有两种:一是同时促进植株对Pb的吸收富集和自身生长以维持植株存活,来增大其可承受Pb毒害的程度,二是通过提高抗氧化系统酶活性和促进可溶性蛋白的合成,来清除对Pb进入细胞产生的ROS并降低毒性,进一步提高对Pb的吸收富集。两种方式均可提高土壤Pb污染的修复效率。