锰耐性微生物的筛选及其植物促生潜力研究

论文摘要

金属矿山开采和废弃物排放不仅破坏和占用大量的土地资源,也导致区域性重金属污染,危及人类健康和矿业的可持续发展。近年来,植物修复因其治理效果的永久性、治理过程的原位性、治理成本的低廉性、环境美学的兼容性等优点而成为重金属污染土壤生态修复中最具竞争力的技术之一,由于矿业废弃地物理结构不良、养分缺乏、重金属毒性大等因素,一般植物难以生长。因此利用辅助措施加速重金属污染土壤植物修复的进程已成为环境领域新的研究热点。植物促生菌是生活在土壤、根际、根表和叶围并在一定条件下对植物生长有益的细菌,指能够通过分泌有益物质从而直接或间接促进植物生长的一类细菌。研究表明其促生作用在恶劣的环境条件下表现尤为突出,因而被认为是辅助植物在逆境中定植的关键性因素。基于此,本研究从湖南湘潭锰尾矿废弃地生长的植物灰灰菜（Chenopodium album Linn）根际土壤中筛选出五株具有较强重金属抗性的根际微生物,对其菌落形态、生物特性、生长条件及促生潜力进行研究。采用LB培养基,从灰灰菜根际土壤中筛选出五株锰耐性微生物K1、K2、K3、K4及K5。经过生理生化特征实验及16S rDNA序列分析,确认五株菌株分别为动球菌Planococcus sp、罗思氏菌Rothiasp、节杆菌Arthrobacter sp、沙雷氏菌Serratia sp及芽孢杆菌Bacillussp。通过生长条件测定实验,得知菌株Planococcus sp （K1）在0-7 h处于延迟期,7 h进入对数期,菌株Rothia sp （K2）、Arthrobacter sp（K3）及Bacillus sp （K5）在0-5 h处于延迟期,于10 h进入对数期,菌株Serratia sp （K4）在0-5 h时处于延迟期,于5 h进入对数期,五株菌株的稳定期及衰亡期的时间一样；五株菌株的最适温度范围均为30℃左右；五株菌株的最适pH范围基本都在7.3左右；五株菌株中除了菌株Arthrobacter sp （K3）的最适渗透压为5 g/L外,其他菌株的最适渗透压均为10 g/L产生铁载体的试验中,根据参考标准,只有Bacillus sp （K5）能够产生铁载体,其余四株菌株由于A/Ar值大于1,但与参考标准相差不是很大,故可推测剩余四株菌株也能够产生铁载体,但产生量相对较少；五株菌株均具有产生植物生长素的能力,产生量都较低；溶磷能力的试验中,除了Planococcus sp （K1）明确不能溶解Ca3（PO4）2外,其余四株菌株有溶磷的能力。从都能够产生植物生长素的角度可以说明五株菌株均具有促进植物生长的潜力。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 重金属污染土壤治理
• 1.3 植物促生机理
• 1.3.1 植物促生菌
• 1.3.2 植物促生菌的调控途径
• 1.3.3 重金属胁迫下的促生机理
• 1.4 植物促生菌的应用
• 1.4.1 植物促生菌在农业生产中的应用
• 1.4.2 植物促生菌在废水处理中的应用
• 1.4.3 植物促生菌在土壤修复中的应用
• 1.5 植物促生菌的环境适应性
• 1.5.1 温度对植物促生菌的影响
• 1.5.2 pH值对植物促生菌的影响
• 1.5.3 渗透压对植物促生菌的影响
• 1.6 研究目的
• 1.7 技术路线
• 第二章 锰耐性微生物的筛选与鉴定
• 2.1 锰尾矿废弃地概况
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 样品的采集
• 2.2.2 培养基及试剂
• 2.2.3 锰耐性微生物的分离
• 2.2.4 供试菌株的形态观察
• 2.2.5 生理生化特性试验
• 2.2.6 PCR扩增和16S rDNA序列测定
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 锰耐性微生物的菌落特征
• 2.3.2 生理生化特性分析
• 2.3.3 16S rDNA序列分析
• 2.3.4 菌株的系统发育分析
• 2.4 小结
• 第三章 锰耐性微生物生长条件研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 培养基
• 3.1.3 生长曲线的测定
• 3.1.4 培养条件实验
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 菌株的生长曲线
• 3.2.2 最适温度选择
• 3.2.3 最适pH值选择
• 3.2.4 最适渗透压的选择
• 3.3 小结
• 第四章 锰耐性微生物的植物促生潜力研究
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 实验材料
• 4.1.2 培养基
• 4.1.3 测定方法
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 产生铁载体能力
• 4.2.2 产生吲哚乙酸能力
• 4.2.3 溶磷能力
• 4.3 小结
• 第五章 结论及建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 附录Ⅰ
• 附录Ⅱ