【摘 要】
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水稻镉污染直接影响稻米产量、品质下降,进而影响人类健康,如何防控水稻镉污染成为人们关注的焦点。本研究利用水稻根际土壤中分离出—株镉富集能力高的菌株(铜绿假单胞杆菌),在评价该菌株对不同重金属污染耐性及对作物生长发育影响的基础上,通过制备菌剂,进一步采用营养液加镉水培试验,探讨菌株缓解水稻镉污染的生理生化机制。主要结果如下:(1)铜绿假单胞杆菌的镉、铜、铅、镍的耐性浓度依次为900、100、100、
【基金项目】
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福建省自然科学基金项目(2009J01056,2013J01083,2015J01081); 福建省高校服务海西建设重点项目(0B08B005); 福建农林大学重点项目建设专项(6112c0604); 科技部科技基础性工作专项(2015FY111300)
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水稻镉污染直接影响稻米产量、品质下降,进而影响人类健康,如何防控水稻镉污染成为人们关注的焦点。本研究利用水稻根际土壤中分离出—株镉富集能力高的菌株(铜绿假单胞杆菌),在评价该菌株对不同重金属污染耐性及对作物生长发育影响的基础上,通过制备菌剂,进一步采用营养液加镉水培试验,探讨菌株缓解水稻镉污染的生理生化机制。主要结果如下:(1)铜绿假单胞杆菌的镉、铜、铅、镍的耐性浓度依次为900、100、100、30 mg.L-1;镉与铜、铅、镍复合污染耐性浓度依次为200、300、100 mg.L-1。(2)应用上海青、萝卜种子生物测试表明,稀释10倍以上的培养24 h的菌液(菌密度5.67×1012CFU·mL-1)及灭活菌液、菌体细胞重悬液不会抑制种子的萌发,铜绿假单胞杆菌对植物种子的萌发与幼苗生长无毒害作用。(3)以硅藻土(1~3 mm)、硅藻土(3~6 mm)、活性炭和轻石为材料,通过测定吸水率、菌体吸附与释放作用及制备菌剂的活菌数,结果表明,3-6 mm硅藻土的负载量适中,菌体存活率高,活菌释放率高,可作为铜绿假单胞杆菌的菌剂载体,制备的菌剂B活菌释放率28.8%,室温保存30d后菌剂B活菌数为1.12×1010 CFU.g-1,是初始值的5.38倍。(4)菌株对水稻秧苗生长影响试验表明,20 μmolL-1镉处理显著抑制了水稻幼苗的根长、株高和鲜重,添加不同数量的菌液与菌剂后均促进了水稻根长和株高的生长,缓解了镉污染效应。(5)生理生化分析表明,添加菌剂能显著提高Cd胁迫下水稻的生理活性,菌剂A、菌剂B以及菌剂C处理的水稻根系活力分别为Cd处理的1.49、1.50、1.53倍;净光合速率是Cd处理的2.52、2.57、2.37倍;叶片可溶性蛋白含量是Cd处理的1.60、1.73、1.38倍;叶片SOD活性是Cd处理的1.43、1.39、1.26倍;POD活性是Cd处理的1.04、1.04、1.10倍;CAT活性依次为对照的1.14、1.08、1.12倍,是Cd处理的1.52、1.44、1.49倍;菌剂A、菌剂B、菌剂C处理均显著降低了 Cd胁迫水稻叶片中的MDA和O2-含量,提高水稻叶片类黄酮、总酚含量。综上所述,来源于耐镉水稻根际的铜绿假单胞杆菌具有较强的单一和复合重金属污染耐性,制备的菌剂不会抑制种子的萌发,对作物生长具有一定的促进作用,能提高Cd胁迫下水稻的生理活性,有效缓解水稻镉胁迫。
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