植物促生菌对一年生黑麦草幼苗cd毒害的调控作用

:以一年生黑麦草为材料进行水培实验,研究镉胁迫下植物促生菌对黑麦草生长的调控作用。实验结果表明:在20μM/L Cd2+处理下,Fv10、A02、Ea01、Oj06四种菌对一年生黑麦草的生长具一定的促进作用;黑麦草的地上及地下部分鲜重和干重、株高根长、分蘖数、叶绿素含量以及吸Cd量较Cd处理组增加,丙二醛含量减少。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1实验材料2
1.2仪器与试剂2
1.3实验方法 2
1.3.1供试细菌培养与菌悬液制备2
1.3.2水培实验2
1.3.3测定指标与方法3
1.3.4数据处理与分析3
2结果与分析3
2.1供试菌株对镉胁迫下一年生黑麦草幼苗生长的影响4
2.2供试菌株对镉胁迫下一年生黑麦草叶绿素含量的影响6
2.3供试菌株对镉胁迫下一年生黑麦草丙二醛含量的影响7
2.4供试菌株对镉胁迫下一年生黑麦草镉含量的影响7
3讨论8
致谢9
参考文献10
植物促生菌对一年生黑麦草幼苗Cd毒害的调控作用
引言
随着人类的发展与活动,重金属污染已经成为了一个严重的全球性问题。土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性、不可逆性、毒性累加性以及不能完全被分解或消逝的特点。过量重金属能引起植物生理功能紊乱、营养失调,并通过食物链对人体健康造成危害(蒋先军,2002;Jackson et al.,1992)。随着电解工业的发展,镉(Cd)的产量大量增加,由镉产生的环境污染问题也日趋严重(熊愈辉,2007)。一般情况下,自然存在的镉不会对人类造成危害,而人为因素引入的镉则会给人类带来危害(冉烈,2011)。如果成人每天接触镉的剂量达到30~50 mg,将会大大增加骨折、癌症、肾功能紊乱和高血压
的风险(Soisungwan et a1.,2003)。镉进入土壤后,被固定在土壤中,因而很难被消除(盛
下放,2003)。土壤中过量的镉被植物
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吸收积累在体内,当镉在植物体内的积累量达到一定程度时,会对植物的生长、细胞分裂和结构及多种代谢活动产生较大影响,造成生物量以及品质的下降(Bisova et a1.,2003;Unyayar et a1.,2006)。镉能引起木质部细胞壁退化,减少木质部对水分的运输,最终导致植株萎蔫(薛永,2014)。
解决上述重金属镉污染问题的有效方法之一是通过使用植物修复,它是以植物忍耐和超富集某种或某些化学元素的理论为基础,利用植物清除土壤中的污染重金属的一类环境整治技术(Salt et a1.,1995)。然而,怎样使用于修复的植物能够在被镉污染的土壤上更好的生长,并使其对重金属的富集能力有所增强,各个领域的人们想出来很多有效可行的办法。其中,添加植物促生菌,利用植物和微生物的互作,就是其中一种较好的绿色环保的方法。
植物促生菌(plant growth promoting bacteria,PGPB)被定义为在一定条件下有利于植物生长的,能够自由生活在土壤、根际、根表、叶际的细菌(Bashan et a1.,2005)。植物促生菌可合成某些对植物生长发育有直接作用的物质(如生长素等)来促进植物的生长,或改变土壤中某些无效元素的形态, 使之有效化而利于作物吸收(如固氮、解磷作用等)。植物促生菌在促进植物生长,提高植物生物量的同时,还能够增强植物对重金属的富集,减少土壤中重金属的含量,达到修复重金属污染土壤的目的。因此,筛选出对一年生黑麦草幼苗Cd毒害具有较好调控作用的耐镉性菌株显得极为重要。
1 材料与方法
实验材料
植物材料:一年生黑麦草(Lolium multiflorum Lam)品种“牧瑶”。
仪器与试剂
仪器:电子分析天平,烘箱,离心机,分光光度计,电感耦合等离子体发射光谱仪,试管,离心管,尺子,剪刀,量筒,滤纸,漏斗,吸水纸,容量瓶,锥形瓶,移液枪等。
试剂:Hoagland营养液:硝酸钾101.10g/L、四水硝酸钙236.16g/L、磷酸二氢铵115.08g/L、七水硫酸镁246.49g/L;微量元素液2ml:氯化钾1.864g/L、硼酸0.773g/L、硫酸锰0.169g/L、七水硫酸锌0.228g/L、钼酸钠0.060g/L、五水硫酸铜0.062g/L;铁盐溶液:七水硫酸亚铁5.57g/L、乙二胺四乙酸二钠(EDTA.Na)7.45g/L、蒸馏水各500ml。
1.3 实验方法
1.3.1 供试细菌培养与菌悬液制备 将供试细菌接种于液体LB培养基上,28℃摇床160 rpm振荡培养24 h,并用无菌生理盐水重新悬浮清洗两遍,最终菌体重悬于无菌生理盐水中制备成OD600=0.8的菌悬液备用。
1.3.2 水培实验 以耐Cd型一年生黑麦草牧遥为材料,用10%H2O2消毒15分钟,再用去离子水清洗三遍,用漂浮法进行种子萌发,六天后,选取生长一致的幼苗移栽至
1L塑料杯,进行营养液培养(1/4Hoagland营养液pH6.5),每三天换一次培养液。十天后进行镉(20 μM CdCl2)处理,不加菌为对照(CK),另设加Fv10、A02、Ea01和Oj06植物促生菌为处理,于20 μM CdCl2处理前后分别在植物根附近喷施两次菌悬液,每盆5ml。在28℃下培养处理10天。每组处理设置3个重复。实验于大学生命科学学院C2016室(温室)中进行。
1.3.3 测定指标与方法
(1)生长参数的测定
取出植株,根系先用20mM的EDTA洗脱,再用去离子水冲洗干净并用滤纸吸干,测定各处理下每株的株高、根长,分蘖数,再将地上部和地下部分分开,分别测定地上鲜重和地下鲜重,然后置105oC烘箱中杀青,80oC烘至恒重。分别测定地上和地下部干重。
(2)叶绿素含量的测定
取新鲜植物叶片0.2克叶片,剪碎,放入含有10 mL95%酒精的试管中,至于黑暗中静置提取12h,取上清液于光径为1cm的比色皿中,以95%乙醇为空白对照在波长663 nm、646 nm﹑470 nm下测定吸光值(王学奎等,2007)。计算公式如下:
Chla= 13.95A6656.88A649
Chlb= 24.96A6497.32A665
Car= (1000A4702.05Ca114.8Cb)/245
叶绿素含量(mgg1)= (C*V*N)/W*1000
式中:C为色素含量(mgL1);V为提取液体积(mL);N为稀释倍数;W为样品鲜重;1000即1L = 1000mL。

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