【目的】探討金屬抗性促生菌對鋅污染土壤中玉米生長和Zn吸收的影響，為利用微生物緩解重金屬對農(nóng)作物脅迫和減少重金屬吸收提供理論依據(jù)?！痉椒ā客ㄟ^盆栽試驗研究接種促生菌Ⅱ2R3和Ⅳ8R3是否能夠緩減Zn對玉米的毒害作用，減少玉米對Zn的吸收和積累?！窘Y(jié)果和結(jié)論】促生菌Ⅱ2R3、Ⅳ8R3不僅有很強的抗Zn脅迫能力，而且具有較強地吸附、積累Zn的能力。在中、輕度Zn污染(200和400 mg·kg-1)土壤上，單獨接種促生菌Ⅳ8R3促進了玉米的生長;當(dāng)土壤Zn污染水平達到800 mg·kg-1時，同時接種促生菌Ⅳ8R3+Ⅱ2R3顯著促進玉米的生長。單獨或同時接種促生菌Ⅳ8R3、Ⅱ2R3使不同Zn污染水平土壤中的有效Zn含量均顯著降低。當(dāng)土壤Zn含量達到800 mg·kg-1時，單獨接種菌株Ⅱ2R3或同時接種Ⅱ2R3+Ⅳ8R3均顯著抑制玉米對Zn的吸收和向地上部轉(zhuǎn)運，而在中、輕度Zn污染(Zn≤400 mg·kg-1)土壤上，3種接種處理對玉米吸收Zn均沒有顯著影響。表明在高鋅污染(800 mg·kg-1)土壤中，接種促生菌Ⅳ8R3、Ⅱ2R3能顯著抑制玉米對Zn的吸收和向地上部轉(zhuǎn)運;菌株Ⅳ8R3、Ⅱ2R3對玉米生長的影響與土壤Zn污染水平和菌株的性質(zhì)有關(guān)。
目前，中國受重金屬鋅、鎘污染的耕地近2 000萬hm2，約占總耕地面積的1/5，其中工業(yè)“三廢”污染耕地為1 000萬hm2，污水灌溉農(nóng)田為330萬hm2。鋅是動植物必需的生命元素，但是過量的鋅會對生物及人體健康產(chǎn)生危害，甚至?xí)痄\中毒和致癌。污染土壤中鋅的過量積累可降低土壤微生物活性，抑制作物生長，其在作物的可食部位過量積累后，通過食物鏈傳遞給人或動物，對人類健康帶來嚴重危害。土壤鋅的人為污染源主要是鉛鋅冶煉廠、鉛鋅礦開采和電鍍(鍍鋅)工業(yè)“三廢”的排放。
大量的研究表明，重金屬污染區(qū)域土壤中微生物群落結(jié)構(gòu)與未污染區(qū)域差異顯著，存在大量的重金屬抗性細菌。金屬抗性細菌(PGPB)可通過多種作用方式吸附、積累或轉(zhuǎn)化重金屬，從而影響土壤重金屬的毒性及重金屬的遷移與釋放。其中，細菌對重金屬的生物積累機理主要表現(xiàn)在胞外絡(luò)合作用、胞外沉淀作用以及胞內(nèi)積累3種形式。例如，一些微生物可以分泌多聚糖、糖蛋白、脂多糖、可溶性氨基酸等胞外聚合物質(zhì)，這些物質(zhì)與溶液中可溶的Zn2+形成沉淀;Luo等報道內(nèi)生細菌Serratia nematodiphila LRE07在單一的污染溶液中3 d內(nèi)對鎘和鋅的吸附可高達65%和35%，從而顯著減緩重金屬的毒性;Macaskie等報道，革蘭氏陰性細菌Citrobacer通過磷酸酶分泌大量的磷酸氫根離子在細胞表面與重金屬形成沉淀，富集重金屬離子。微生物對重金屬的吸附和積累主要取決于不同配位體結(jié)合部位對金屬的選擇性。
近年來，超積累植物根際細菌和內(nèi)生細菌引起了研究者的極大關(guān)注，研究者陸續(xù)從超積累植物中分離和純化出金屬抗性細菌，研究還表明細菌可以緩解重金屬的毒性，促進植物的生長以及影響土壤中重金屬的生物有效性。金屬抗性菌株Ⅱ2R3和Ⅳ8R3是從Zn/Cd超積累植物東南景天的根系中分離純化的內(nèi)生菌，體外培養(yǎng)試驗表明，它們不僅對Zn具有較強的抗性，而且具有分泌IAA、溶磷等促進植物生長的特性。本研究采用盆栽試驗探討在Zn污染土壤上接種菌株Ⅱ2R3和Ⅳ8R3是否能夠緩減Zn對玉米的毒害作用和減少玉米對Zn的吸收和積累，研究結(jié)果為今后利用PGPB緩解重金屬對農(nóng)作物脅迫和減少重金屬吸收提供理論依據(jù)。
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