外生菌根菌分泌物及其对土壤重金属的溶解作用
外生菌根菌分泌物及其对土壤重金属的溶解作用[20200614171545]
摘要：目前有研究发现外生菌根菌具有分泌含有H+、草酸、苹果酸、柠檬酸及其他有机酸类的分泌物。分泌物中的有机酸降低植物根际pH，并通过与重金属形成络合物改变重金属在土壤中的存在形式达到对重金属的溶解作用。本毕业设计以汤山试验田的Cu污染土壤和栖霞山的Pb、Zn污染土壤为研究对象，探讨实验室培养的外生菌根菌分泌物对土壤重金属的溶解作用，主要结果如下：
采用科特培养基培养30天后的菌液对重金属污染土壤震荡淋洗24h后结果表明：科特培养基对Cu的去除率很低只有4.8%，Zjj2菌和K11菌的培养液对Cu的去除率较好，分别为26.4%和20.6%。对与Pb污染土，并没有发现特别好的菌种，其中最好的为F26菌和Zj22菌，去除率仅为9.6%和8.3%。对于Zn污染土壤，科特培养基对Zn的去除率为2.1%，Zj12菌、Zj27菌和Zj15菌对Zn的去除率都非常高，分别为56.7%、53.2%和49.8%。
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
关键字:外生菌根菌；重金属污染土壤；菌分泌物
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1材料2
1.1.1 实验土壤 2
1.1.2 外生菌根菌 2
1.1.3 实验主要试剂 2
1.1.4 实验主要仪器 2
1.2方法 2
1.2.1实验用外生菌根菌菌液的获取2
1.2.2重金属污染土壤的菌液淋洗2
1.2.3菌液PH值测定3
1.2.4液体培养时间的选择3
1.2.5 Cu、Pb、Zn含量的测定3
1.2.6数据统计分析3
2结果与分析3
2.1菌液培养时间的选择3
2.2对照培养基的淋洗 4
2.3菌液培养前后PH值的测定4
2.4菌液淋洗效果分析 4
3讨论 5
3.1化学淋洗与菌液淋洗5
3.2有机酸淋洗与菌液淋洗 6
3.3 后续实验的展望 6
致谢6
参考文献6
外生菌根菌分泌物及其对土壤重金属的溶解作用
引言
引言
近年来，随着人类工农业的快速发展，土壤的重金属污染问题逐渐成为了越来越严重的环境问题。有数据表明，目前我国已经有1000多万平方米的耕地被重金属污染，每年有1200多万吨的粮食遭到重金属的污染 [1] 。重金属在化学中的定义为相对密度大于或等于5．0g/cm3的约45种元素[2]，如Cb，Pb，Zn，Cu，Ni等。由于在工业生产中未对含重金属的排放物进行科学的处理，而是将其直接排放，排 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
放物中的重金属最终沉积在土壤中，造成土壤的重金属污染。土壤中过量的重金属会造成植物生理功能的紊乱，最终影响植物的正常生长[3] 。此外土壤中的重金属还具有长期性、滞后性等特点，会通过食物链进入人体并在人体内富集，对人类的健康造成极大的影响。目前土壤的重金属污染已成为全球性的重大问题，如何修复重金属污染土壤已成为重要课题。
目前，修复重金属污染土壤的方法很多。根据其原理上大致可分为物理、化学、生物方法[4] 。物理化学方法由于成本高、破坏土壤结构以及对土壤生态环境的二次污染等缺点，使其在现实中的应用十分的局限[5] 。近年来，人们越来越关注土壤的生物修复方法。有研究发现，微生物能够利用自身的代谢物溶解重金属。土壤微生物能够通过代谢作用产生多种有机酸，如柠檬酸、延胡索酸、苹果酸、乳酸和琥珀酸等[6] 。Loser等[7]曾在2007年借助土著微生物的淋滤作用来修复德国萨克森地区河流沉积物的重金属污染。通过实验指出处理过程中基质的最适投加量为2% ，最适温度在30~40℃ 之间，去除率最高可达98%。Siegel等也曾报道，真菌可以通过分泌氨基酸有机酸以及其它代谢产物溶解重金属及含重金属的矿物[8] 。作为真菌中的一种，菌根菌的种类极其丰富[9]。菌根菌又可分内生菌根菌和外生菌根菌[10] 。近期有研究发现，外生菌根菌能分泌含有H+、草酸、氨基酸、苹果酸及其他有机酸类的分泌物[11]，通过与重金属形成络合物以达到对土壤重金属的溶解作用。本实验主要采用多种外生菌根菌的培养液作为淋洗剂，利用淋洗的方法，研究外生菌根菌分泌物对土壤重金属的溶解作用，以期为土壤重金属污染的治理提供新的方向。
1 材料与方法
1．1 材料
1．1．1 实验土壤
汤山Cu污染土，栖霞山Pb、Zn污染土。按 S型采样法采集土壤样品，采取表层( 0~ 20 c m)土壤。土壤样品经风干后过 2mm尼龙筛, 去掉砂粒及植物残体，再用玛瑙研钵研磨，过100目塑料筛。
1．1．2 外生菌根菌
1. 1. 3 实验主要试剂
MMN培养基（1L）：Glucose 10.0g,(NH4)2HPO4 0.25g,KH2PO4 0.5g,MgSO4?7H2O 0.15g,CaCl2 0.05g,FeCl3?6H20 0.025g, VB1 0.1mg,Agar 13.0g
科特液体培养液(1L): CaCl2?2H2O 0.05g,KCl 3.728g, (NH4)2HPO4 0.5g,H3BO3 1.546g, KH2PO4 0.5g,MnSO4?H2O 0.845g, MgSO4?7H2O 0.15g,ZnSO4?7H2O 0.575g, FeCl3?6H20 0.01g,CuSO4?5H2O 0.125g, VB1 0.1mg,(NH4)6Mo7O24 0.018g,Glucoso 10.0g,NaCl 0.025g
试验用水均为去离子水；试验用酸均为优级纯酸：硝酸、高氯酸
1. 1. 4 实验主要仪器
HANGPING FA1004电子天平
Centrifuge 5804R台式高速冷冻离心机
HZ-9310恒温震荡摇床
TAS-986原子吸收分光光度计
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> 1．2 方法
1. 2. 1 实验用外生菌根菌菌液的获取
先将实验用外生菌根菌接种在MMN固体培养基上进行扩繁，25℃恒温培养至长出菌落。取含有菌丝的培养基小块放入科特液体培养基中，在25℃下培养一个月，制成科特培养基菌液。
1. 2. 2重金属污染土壤的菌液淋洗
取各菌液30mL,分别加入装有3.00g汤山Cu污染土样的50mL塑料试管中。取各菌液30mL，分别加入装有3.00g栖霞山Pb、Zn污染土样的50mL塑料试管中。每个处理进行三次重复试验。拧紧盖子，防止菌液的蒸发和菌体受到污染。在25℃，转速为150r/min的恒温振荡培养箱中间歇性震荡淋洗24h。
将科特液体培养基PH分别调为2.0,2.6,3.2,3.8,4.4,5.0,5.6，取上述培养液30mL,分别加入装有3.00g汤山Cu污染土样的50mL塑料试管中。每个处理进行三次重复试验。拧紧盖子，在25℃，转速为150r/min的恒温振荡培养箱中间歇性震荡淋洗24h。
1. 2. 3菌液PH值测定
外生菌根菌25℃培养30天获得菌液后，用电位法测定菌液的PH值。
1.2.4 液体培养时间的选择
先将试验用的外生菌根真菌（Zjj2菌）接种在MMN固体培养基上进行扩繁，25℃恒温培养至长出菌落。取含有菌丝的培养基小块放入科特液体培养基中，于25℃下分别培养7天、14天、21天、28天35天、42天、60天，然后用菌液淋洗铜污染土壤，所有实验做平行样3份。
1. 2. 5 Cu、Pb、Zn含量的测定
测定重金属含量之前先用2.5%HNO3对消煮后样品进行10倍稀释，用火焰原子吸收分光光度计(TAS-986,北京普析公司)，火焰原子吸收分光光度计的测定条件见表1。原子吸收常测金属直线范围（μg/mL）：Cu 0.2-5ppm、Zn 0.03-1ppm、Pb 1-20ppm。分析试剂采用优级纯,水为纯水 ( 密里博公司纯水设备 )。用国家地球化学标准参考样土壤GSS-1 和 GSS-6、国际土壤标准样(SRM2586)内插法进行分析质量控制,分析样品的重复数为10% ~ 15%。
摘要：目前有研究发现外生菌根菌具有分泌含有H+、草酸、苹果酸、柠檬酸及其他有机酸类的分泌物。分泌物中的有机酸降低植物根际pH，并通过与重金属形成络合物改变重金属在土壤中的存在形式达到对重金属的溶解作用。本毕业设计以汤山试验田的Cu污染土壤和栖霞山的Pb、Zn污染土壤为研究对象，探讨实验室培养的外生菌根菌分泌物对土壤重金属的溶解作用，主要结果如下：
采用科特培养基培养30天后的菌液对重金属污染土壤震荡淋洗24h后结果表明：科特培养基对Cu的去除率很低只有4.8%，Zjj2菌和K11菌的培养液对Cu的去除率较好，分别为26.4%和20.6%。对与Pb污染土，并没有发现特别好的菌种，其中最好的为F26菌和Zj22菌，去除率仅为9.6%和8.3%。对于Zn污染土壤，科特培养基对Zn的去除率为2.1%，Zj12菌、Zj27菌和Zj15菌对Zn的去除率都非常高，分别为56.7%、53.2%和49.8%。
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关键字:外生菌根菌；重金属污染土壤；菌分泌物
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1材料2
1.1.1 实验土壤 2
1.1.2 外生菌根菌 2
1.1.3 实验主要试剂 2
1.1.4 实验主要仪器 2
1.2方法 2
1.2.1实验用外生菌根菌菌液的获取2
1.2.2重金属污染土壤的菌液淋洗2
1.2.3菌液PH值测定3
1.2.4液体培养时间的选择3
1.2.5 Cu、Pb、Zn含量的测定3
1.2.6数据统计分析3
2结果与分析3
2.1菌液培养时间的选择3
2.2对照培养基的淋洗 4
2.3菌液培养前后PH值的测定4
2.4菌液淋洗效果分析 4
3讨论 5
3.1化学淋洗与菌液淋洗5
3.2有机酸淋洗与菌液淋洗 6
3.3 后续实验的展望 6
致谢6
参考文献6
外生菌根菌分泌物及其对土壤重金属的溶解作用
引言
引言
近年来，随着人类工农业的快速发展，土壤的重金属污染问题逐渐成为了越来越严重的环境问题。有数据表明，目前我国已经有1000多万平方米的耕地被重金属污染，每年有1200多万吨的粮食遭到重金属的污染 [1] 。重金属在化学中的定义为相对密度大于或等于5．0g/cm3的约45种元素[2]，如Cb，Pb，Zn，Cu，Ni等。由于在工业生产中未对含重金属的排放物进行科学的处理，而是将其直接排放，排 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
放物中的重金属最终沉积在土壤中，造成土壤的重金属污染。土壤中过量的重金属会造成植物生理功能的紊乱，最终影响植物的正常生长[3] 。此外土壤中的重金属还具有长期性、滞后性等特点，会通过食物链进入人体并在人体内富集，对人类的健康造成极大的影响。目前土壤的重金属污染已成为全球性的重大问题，如何修复重金属污染土壤已成为重要课题。
目前，修复重金属污染土壤的方法很多。根据其原理上大致可分为物理、化学、生物方法[4] 。物理化学方法由于成本高、破坏土壤结构以及对土壤生态环境的二次污染等缺点，使其在现实中的应用十分的局限[5] 。近年来，人们越来越关注土壤的生物修复方法。有研究发现，微生物能够利用自身的代谢物溶解重金属。土壤微生物能够通过代谢作用产生多种有机酸，如柠檬酸、延胡索酸、苹果酸、乳酸和琥珀酸等[6] 。Loser等[7]曾在2007年借助土著微生物的淋滤作用来修复德国萨克森地区河流沉积物的重金属污染。通过实验指出处理过程中基质的最适投加量为2% ，最适温度在30~40℃ 之间，去除率最高可达98%。Siegel等也曾报道，真菌可以通过分泌氨基酸有机酸以及其它代谢产物溶解重金属及含重金属的矿物[8] 。作为真菌中的一种，菌根菌的种类极其丰富[9]。菌根菌又可分内生菌根菌和外生菌根菌[10] 。近期有研究发现，外生菌根菌能分泌含有H+、草酸、氨基酸、苹果酸及其他有机酸类的分泌物[11]，通过与重金属形成络合物以达到对土壤重金属的溶解作用。本实验主要采用多种外生菌根菌的培养液作为淋洗剂，利用淋洗的方法，研究外生菌根菌分泌物对土壤重金属的溶解作用，以期为土壤重金属污染的治理提供新的方向。
1 材料与方法
1．1 材料
1．1．1 实验土壤
汤山Cu污染土，栖霞山Pb、Zn污染土。按 S型采样法采集土壤样品，采取表层( 0~ 20 c m)土壤。土壤样品经风干后过 2mm尼龙筛, 去掉砂粒及植物残体，再用玛瑙研钵研磨，过100目塑料筛。
1．1．2 外生菌根菌
1. 1. 3 实验主要试剂
MMN培养基（1L）：Glucose 10.0g,(NH4)2HPO4 0.25g,KH2PO4 0.5g,MgSO4?7H2O 0.15g,CaCl2 0.05g,FeCl3?6H20 0.025g, VB1 0.1mg,Agar 13.0g
科特液体培养液(1L): CaCl2?2H2O 0.05g,KCl 3.728g, (NH4)2HPO4 0.5g,H3BO3 1.546g, KH2PO4 0.5g,MnSO4?H2O 0.845g, MgSO4?7H2O 0.15g,ZnSO4?7H2O 0.575g, FeCl3?6H20 0.01g,CuSO4?5H2O 0.125g, VB1 0.1mg,(NH4)6Mo7O24 0.018g,Glucoso 10.0g,NaCl 0.025g
试验用水均为去离子水；试验用酸均为优级纯酸：硝酸、高氯酸
1. 1. 4 实验主要仪器
HANGPING FA1004电子天平
Centrifuge 5804R台式高速冷冻离心机
HZ-9310恒温震荡摇床
TAS-986原子吸收分光光度计
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
> 1．2 方法
1. 2. 1 实验用外生菌根菌菌液的获取
先将实验用外生菌根菌接种在MMN固体培养基上进行扩繁，25℃恒温培养至长出菌落。取含有菌丝的培养基小块放入科特液体培养基中，在25℃下培养一个月，制成科特培养基菌液。
1. 2. 2重金属污染土壤的菌液淋洗
取各菌液30mL,分别加入装有3.00g汤山Cu污染土样的50mL塑料试管中。取各菌液30mL，分别加入装有3.00g栖霞山Pb、Zn污染土样的50mL塑料试管中。每个处理进行三次重复试验。拧紧盖子，防止菌液的蒸发和菌体受到污染。在25℃，转速为150r/min的恒温振荡培养箱中间歇性震荡淋洗24h。
将科特液体培养基PH分别调为2.0,2.6,3.2,3.8,4.4,5.0,5.6，取上述培养液30mL,分别加入装有3.00g汤山Cu污染土样的50mL塑料试管中。每个处理进行三次重复试验。拧紧盖子，在25℃，转速为150r/min的恒温振荡培养箱中间歇性震荡淋洗24h。
1. 2. 3菌液PH值测定
外生菌根菌25℃培养30天获得菌液后，用电位法测定菌液的PH值。
1.2.4 液体培养时间的选择
先将试验用的外生菌根真菌（Zjj2菌）接种在MMN固体培养基上进行扩繁，25℃恒温培养至长出菌落。取含有菌丝的培养基小块放入科特液体培养基中，于25℃下分别培养7天、14天、21天、28天35天、42天、60天，然后用菌液淋洗铜污染土壤，所有实验做平行样3份。
1. 2. 5 Cu、Pb、Zn含量的测定
测定重金属含量之前先用2.5%HNO3对消煮后样品进行10倍稀释，用火焰原子吸收分光光度计(TAS-986,北京普析公司)，火焰原子吸收分光光度计的测定条件见表1。原子吸收常测金属直线范围（μg/mL）：Cu 0.2-5ppm、Zn 0.03-1ppm、Pb 1-20ppm。分析试剂采用优级纯,水为纯水 ( 密里博公司纯水设备 )。用国家地球化学标准参考样土壤GSS-1 和 GSS-6、国际土壤标准样(SRM2586)内插法进行分析质量控制,分析样品的重复数为10% ~ 15%。
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