多功能复合菌对玉米幼苗镍和镉胁迫的解毒特征及其机理

摘要：

微生物可通过与植物的共生作用来降低重金属对植物的毒性,在重金属污染土壤低碳和绿色修复方面具有重要的应用价值.通过水培实验研究了沙福芽孢杆菌N4和睾丸酮丛毛单胞菌ZG2复合菌对玉米幼苗镍(Ni)和镉(Cd)胁迫的解毒特征及其机制.结果表明,在Ni和Cd胁迫浓度为5～20 mg·L-1的水培条件下,玉米种子萌发和幼苗生长都受到了明显的影响,而复合菌可通过与玉米幼苗的共生作用进行生长繁殖,降低了Ni和Cd对玉米幼苗生长的毒害作用,进而提高了玉米幼苗的株高、主根长、生物量以及叶绿素SPAD值.在Ni和Cd的胁迫浓度均为5、10、20 mg·L-1的条件下,与对照相比,复合菌可使玉米幼苗茎叶部Ni含量分别降低42.2％、37.0％、35.1％,Cd含量分别降低25.8％、27.2％、28.4％,叶片内较高毒性形态(乙醇提取态和去离子水提取态)Ni的分布比例之和降低13.9％～21.5％,Cd的分布比例之和降低14.7％～20.3％,叶片细胞器中Ni的分布比例降低12.1％～17.0％,Cd的分布比例降低20.7％～29.3％,使Ni胁迫下玉米幼苗茎叶部的Mg含量分别增加21.0％、39.0％、24.1％,Cd胁迫下玉米幼苗茎叶部的Mg含量分别增加29.4％、11.4％、35.9％,并且随着Mg浓度的增加,叶片Ni和Cd的含量进一步降低.研究表明复合菌通过降低玉米幼苗对Ni和Cd的吸收,促进叶片中Ni和Cd向较低毒性形态转化,降低叶片细胞器中Ni和Cd的占比,提高玉米幼苗对Mg的吸收等机制降低Ni和Cd对玉米幼苗的毒性作用,复合菌在Ni和Cd污染玉米耕地土壤修复方面具有重要的应用潜力.

关键词：沙福芽孢杆菌、睾丸酮丛毛单胞菌、镍、镉、玉米幼苗、解毒机理

所属期刊栏目：41

分类号：X173;X53(环境生物学)

资助基金：国家自然科学基金;吉林省重点研发计划项目

在线出版日期：2022-12-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：2448-2457