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植物内生菌对铅、镉的耐受性及强化植物修复的研究

2020-12-10阅读(146)

植物内生菌对铅、镉的耐受性及强化植物修复的研究

论文摘要

在重金属污染的处理方法中,植物修复法因其环保、简单等优点被广泛使用。植物内生菌对重金属具有较高的耐受性,与植物联合能改善受重金属污染的水体环境质量,进而净化水质。因此,本研究以2种植物内生菌—根际金黄杆菌SH-1（Chryseobacterium rhizosphaerae SH-1）和池生戴尔福特菌SH-2（Delftia lacustris SH-2）为对象,研究其生物学特性、吸附重金属和对植物的促生作用。主要研究内容与结果如下:（1）采用16S rDNA提取、PCR扩增、T3载体克隆等分子手段对筛选的菌株进行生物学分析,通过BLAST同源性比对后证实2种菌株为根际金黄杆菌属和池生戴尔福特属,并将其分别命名为SH-1和SH-2。（2）以海藻酸钠固定C rhizosphaerae SH-1吸附水体中的Cd2+。在Cd2+初始浓度为100mg/L,吸附时间为480 min,溶液pH为5条件下,C.rhizosphaerae H-1对Cd2++除率达93.244;Langmuir等温吸附模型能描述其吸附Cd2+的等温附特征,最大理论吸附量为187.41 mg/g。准二级动力学模型较好地拟合了C.rhizosphaerae SH-1附Cd2+的动力学过程,理论平衡吸附量为51.02 mg/g。这明C.rhizosphaerae SH-对Cd2+具有较好的吸附效果。。（3）菌株株D.lacustris SH-2对PP、Cd、Cu和Ni的耐受性实验表明该菌株株Pb2+具有较高耐受性,最高浓度达1200 mgg/L。重点考察了D.lacustris SH-2附Pb2+前后表面官能团和内部结构变化,发现菌株在吸附PP2+的过程中蛋白质磷脂起主要作用,菌株吸附PP2+时分泌的胞外聚合物与Pb2+结合成有机配位,降低了Pb2+的毒性。（4）探究了D.lacustris SH-2产吲乙酸（IAA）、产铁载体、1-氨基环丙烷1-羧酸酸氨酶（ACC）活性、溶解磷,发现该菌不具有溶磷功能,但能产生IAA、载体、并具有ACC活性,证实了该菌通过产生生长素（例如IAA、铁载体和ACC）促进植物生长,进而调控植物体其他生命活动。。（5）以霍格兰营养液培养的芦苇幼苗为对照组,以霍格兰营养液和D.lacustris H-2共同培养的芦苇幼苗为实验组,考察了不同Pb22浓度胁迫下芦苇幼苗的根长、茎长、对重金属Pb的积累、以及超超化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）等活性。发现实验组数值均比对照组高,表明D.lacustris SH-2能提高芦苇对Pb2+的耐受性。因此对重金属具有耐受性、具有促生作用的内生菌能促进受重金属污染的植物生长,内生菌和植物的联合作用在重金属修复方面具有可行性。本文基于分子生物学和植物细胞工程技术,揭示C.rhizosphaerae SH-1和D.lacustris SH-2对重金属的耐受性及其对植物生长的促进机制,为净化受污染的水质提供理论依据。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 引言
  •   1.1 水体重金属污染危害及现状
  •     1.1.1 水体重金属污染的危害
  •     1.1.2 水体中重金属污染的现状
  •   1.2 水体重金属污染的处理方法
  •     1.2.1 化学法
  •     1.2.2 物理化学法
  •     1.2.3 生物法
  •   1.3 内生细菌在植物修复中的作用
  •     1.3.1 植物内生菌的定义
  •     1.3.2 植物内生菌的促生作用
  •     1.3.3 植物内生菌与植物的关系
  •     1.3.4 内生菌在环境污染治理中的应用
  •   1.4 研究意义
  •   1.5 研究内容
  •   1.6 技术路线
  • 第二章 固定化菌株吸附镉的动力学
  •   2.1 实验材料与方法
  •     2.1.1 植物样品来源
  •     2.1.2 培养基与试剂
  •     2.1.3 菌株分离与鉴定
  •     2.1.4 内生菌固定化
  • 2+吸附实验设计'>    2.1.5 Cd2+吸附实验设计
  •     2.1.6 固定化小球解吸实验
  •   2.2 结果与分析
  •     2.2.1 菌株的鉴定
  • 2+的影响'>    2.2.2 不同因素对固定化SH-1吸附Cd2+的影响
  •     2.2.3 固定化SH-1吸附模型
  •     2.2.4 固定化小球解吸附实验
  •   2.3 小结
  • 2+对芦苇促生作用'>第三章 菌株吸附Pb2+对芦苇促生作用
  •   3.1 材料与方法
  •     3.1.1 培养基及试剂
  •     3.1.2 菌株D.lacustris SH-2的重金属抗性
  •     3.1.3 菌株D.lacustris SH-2吸附铅离子分布
  •     3.1.4 菌株D.lacustiis SH-2吸附铅离子前后形态学变化
  •     3.1.5 影响菌株D.lacustris SH-2絮凝率的因素
  •     3.1.6 菌株D.lacustris SH-2产絮凝的傅里叶红外光谱分析
  •     3.1.7 菌株D.lacustris SH-2促生作用研究
  •   3.2 结果与讨论
  •     3.2.1 菌株D.lacustris SH-2的重金属抗性
  •     3.2.2 菌株D.lacustris SH-2吸附铅离子分布
  •     3.2.3 菌株D.lacustris SH-2吸附铅离子前后形态学变化
  •     3.2.4 影响菌株D.lacustris SH-2絮凝率的因素
  •     3.2.5 菌株D.lacustris SH-2产絮凝的傅里叶红外光谱分析
  •     3.2.6 菌株D.lacustris SH-2促生作用研究
  •   3.3 小结
  • 第四章 铅胁迫菌株对芦苇生长作用研究
  •   4.1 材料与方法
  •     4.1.1 培养基与试剂
  •     4.1.2 芦苇幼苗培养及处理
  •     4.1.3 芦苇幼苗生物量测定
  •     4.1.4 菌株D.lacustris SH-2对铅胁迫下芦苇幼苗铅含量影响
  •     4.1.5 芦苇幼苗部分理化特性含量测定
  •   4.2 结果与讨论
  •     4.2.1 芦苇幼苗生物量测定
  •     4.2.2 内生菌D.lacustris SH-2在铅胁迫下芦苇幼苗铅含量影响
  •     4.2.3 芦苇幼苗部分理化特性含量测定
  •   4.3 小结
  • 第五章 结论与展望
  •   5.1 结论
  •   5.2 创新点
  •   5.3 展望
  • 参考文献
  • 英文缩写中英文对照表
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间发表的论文

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 杨培

    导师: 石先阳

    关键词: 根际金黄杆菌,池生戴尔福特菌,铅离子,胞外聚合物,促生作用

    来源: 安徽大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

    专业: 生物学,环境科学与资源利用,环境科学与资源利用

    单位: 安徽大学

    分类号: X52;X17

    总页数: 66

    文件大小: 4564K

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