丛枝菌根真菌提高植物对重金属的抗性研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 张旭红 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2006-06-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 朱永官 |
| 关键词 | 旱稻 丛枝菌根真菌 Cu Pb吸收和转运 细胞壁 抗氧化系统酶 upland rice heavy metal cell wall POD CAT SOD chemical fraction |
| 其他题名 | Effects of Arbuscular mycorrhizal fungi on the tolerance of host plants to heavy metals |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 中文摘要 | 旱稻，作为稻类的一种由于其具有节水耐旱的特点正在我国得到推广。目前，在亚洲一些国家的稻米主要产区，土壤和地下水已遭受到较为严重的重金属污染。土壤中的重金属可以通过秸秆和稻米经食物链进入人体，直接或间接危害着人体健康。针对重金属在土壤－旱稻之间迁移问题人们做了很多调控方面的研究，如用一些物理、化学方法减少重金属由土壤向植物体内转运，然而，近年来一些生物措施日益受到人们关注。利用植物与丛枝菌根真菌形成的共生体系来提高植物对于重金属毒性的抗性或者改变其对重金属的吸收转运过程，是人们着力研究的难点课题。这种共生是自然界普遍存在的一种现象，90%以上的植物都可以与丛枝菌根真菌形成共生体系。针对该种共生体系提高植物对污染物质的抗性机制国内外都有一些报道，但是针对丛枝菌根真菌对重金属在旱稻内的吸收、转运以及生理生化等方面的影响及其机制，目前国内外有关的研究尚少，这也正是本论文主要研究的问题。 本论文采用温室盆栽实验研究重金属污染下丛枝菌根真菌对旱稻吸收、转运重金属的作用机制。 (1) 丛枝菌根真菌对旱稻吸收转运Cu、Pb的影响 通过重金属复合污染下对旱稻接种不同菌根真菌的盆栽实验，在供试菌株中，选出了菌根效应最高的Glomus mosseae菌株，将该菌株应用于旱稻91B3的盆栽模拟实验以研究该菌株影响下Cu、Pb在旱稻体内的吸收和转运。结果发现：在该实验所设定的浓度下，除了600 mg kg-1Pb处理下，接种处理与非接种处理之间Pb的分配没有显著差异外，在其余的Cu、Pb处理下接种处理都具有促进Cu、Pb向地上部分转运的趋势。 (2) 菌根和根系根表特点的比较 通过SEM-EDAX方法分别对100 mg kg-1Cu处理以及300 mg kg-1Pb处理下的菌根和根系进行观察分析。SEM结果表明：Cu处理下接种处理的菌根较根系根毛变细、变长，Pb处理下的菌根较根系根毛量增加，这有利于提高旱稻对于养分的吸收；SEM-EDAX分析结果表明：Cu处理下菌根细胞壁中检测到明显的Cu存在，而Pb处理下并未检测到类似结果。 (3) 土壤中Cu、Pb形态变化通过旱稻收获后对土壤取样，分析Cu、Pb在土壤中的形态变化，结果发现：与未接种处理相比，接种处理显著提高土壤中可交换态以及有机结合态Cu、Pb含量。对土壤中菌根分泌物－球囊霉素的测定结果表明接种处理显著增加了土壤中球囊霉素总量，且球囊霉素中Cu含量也显著增加，但是对于Pb，并未检测到球囊霉素中Pb的增加。 (4) 丛枝菌根真菌对旱稻地上部分抗氧化系统酶活性的影响 对盆栽模拟实验中旱稻地上部分抗氧化系统酶活性以及可溶性蛋白含量进行测定。结果发现：随着土壤中Cu处理浓度的增加，植物组织中的POD、CAT以及可溶性蛋白含量呈现出先上升后下降的趋势，而SOD活性受到显著抑制；与此不同，Pb处理显著增加CAT、POD活性以及可溶性蛋白含量，但是显著抑制SOD活性。接种处理对于酶活性影响不同。与未接种处理相比，低浓度Cu处理下，接种处理显著抑制了旱稻组织中CAT、POD、SOD活性，但是显著增加可溶性蛋白含量；高浓度Cu处理下，接种处理显著提高旱稻组织中POD、CAT活性以及可溶性蛋白含量，但是显著抑制SOD活性。低浓度Pb处理下，接种处理显著降低POD、CAT活性，但是提高SOD活性以及可溶性蛋白含量；高浓度Pb处理下，接种处理显著抑制可溶性蛋白的合成以及CAT活性。 (5) 丛枝菌根真菌对菌根和根系细胞壁组分以及细胞壁Cu结合能力的影响 通过培养菌根植物以及非菌根植物，获得植物的根系细胞壁材料。对细胞壁进行Cu的吸附实验，结果表明细胞壁在检测的相同时间内可以积累根系最大吸附量90%以上的Cu，且细胞壁对于Cu的吸附量随着处理液中Cu浓度的增加而增加。对细胞壁组分进行测定结果表明，接种处理显著改变细胞壁组分：提高HC1、HC2以及总糖醛酸含量，但是显著降低果胶含量。为了进一步验证细胞壁各个组分在Cu吸附过程中的作用，将细胞壁去除不同组分后检测其对Cu的吸附特征，结果发现接种处理下HC1对Cu的吸附起到重要作用。 总之，丛枝菌根真菌对可以通过多个方面对植物吸收Cu、Pb起到调节作用。 |
| 学科主题 | 环境化学 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-06-21 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/398]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_土壤环境科学实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张旭红. 丛枝菌根真菌提高植物对重金属的抗性研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2006. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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