大型真菌重金属污染生态学研究进展与展望

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EI 89 L =9 =9 L "9 W "9
蘑菇 X !O &#52,(/$%( QO ： T,! 野蘑菇 !O #$6,.(%( B23*+YYO ： T,! 林地蘑菇 X !O (%*6#/%&’( B23*+YYO ： T,! 白林地蘑菇 !O (%*6%&1*#（ ZP--O ）B*--! 夏生蘑菇 X !O #,(/%6#*%(（ 6[((+,）EP(\-! 假根蘑菇 !O )$,(#01*%#.’( N’371 粗鳞大环柄菇 X X 7#&$1*,2%1/# $8#&10,(（ ZP--O ）BP/J! 高大环柄菇 X 7O 2$1&,$#（ B2’)O ： T,O ）BP/J! X 号表示检出水平 ]/@P2*-+1 -3+ @+-+2-*I(+ (+.+(!
［ K］ 属 ! 有关野生大型真菌子实体中重金属的含量和
! 重金属污染具有隐蔽性、 长期
性、 不能被降解、 易积累、 毒性大以及影响后果严重 ， 是影响生态系统安全的一类重要污染 物， 而大型真菌是生态系金属 污染 生 态 毒 理 学 的 重 要 内 容! &’()*+,- 和 .*/ 01123+
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对今后的研究方向和内容提出建议! !" 重金属对大型真菌的生态效应 现有资料初步显示， 大型真菌所生长的土壤、 水 源、 空气以及相关生物体及其残体中的重金属种类 和含量直接影响着大型真菌的生长、 繁殖、 产量和质 量等诸多方面 等特点
［ %］ ［ " # $］
化自由基； 抑制细胞内过氧化物酶 （ &0:） 、 谷胱甘肽 过氧化物酶 （ ABCDEF） 、 超氧化物歧化酶 （ BGH ） 等抗 氧化酶的活性， 从而削弱细胞抗氧化能力； 通过活化 黄嘌呤氧化酶、 血红素氧化酶使细胞内产生过量的 超氧自由基； 取代钙与肌动蛋白、 微管、 微丝相结合， 从而破坏细胞骨架的完整， 损害细胞的功能等! 此 外， 该研究也观察到了低浓度镉对姬松茸菌丝生长 的刺激作用! #" 大型真菌对重金属的生物富集作用 大型真菌对重金属生物富集现象的认识始于 =9 世纪 $9 年代对蘑菇属 （ !"#$%&’( ） 真菌体内累积 高水平 &@ 的发现! 有研究表明， 与绿色植物相比， 大型真菌更能积累高浓度的 &@、 EI 和 CJ 等重金
［ 8% ］ 面进行了相关研究， 如雷敬敷和杨德芬 研究了香
指出， 不同质量浓度的重金属对外生菌根生
长具有不同程度的抑制作用， 尤其在高质量浓度时 可使菌根真菌致死； 某些重金属在低质量浓度时对 外生菌根真菌的生长具有一定的促进作用， 这就是 常说的低浓度刺激生长现象! 杨春香等
［ 8> ］
从姬松茸
年来， 日益严峻的重金属污染对大型真菌的毒害效 应以及大型真菌对重金属污染胁迫的响应， 已经引 起了科学家的重视， 有关大型真菌重金属污染生态 学研究亦陆续开展， 并取得了一批研究成果( 为了使 这一方向的研究能够尽快得到系统地开展， 在此对 大型真菌重金属污染生态学的研究进展作一综述并
% 期^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ 周启星等： 大型真菌重金属污染生态学研究进展与展望^ ^ ^ ^ ^ ^
（ !"#$%&’( )*#+,% 6?,,! ） 菌丝形态、 生理生化、 细胞和 分子水平等角度阐述了镉对姬松茸的毒害作用， 认 为在高 &@ 浓度的污染暴露条件下， 姬松茸菌丝变 细、 变黄， 长势不均， 爬壁能力减弱， 扭结数减少甚至 不形成扭结， 培养基质颜色变深， 接种块变为淡褐色 或黑色， 这是 &@ 对真菌菌体产生毒害效应的外部 表现! 还总结了 &@ 的毒害作用机制： 损伤线粒体， 协同铜、 铁离子在受干扰的细胞呼吸过程中产生氧
［ !$ % !& ］ 表 !" 几种蘑菇科大型真菌子实体重金属含量 ’()* !" +,-./-01(02,-3 ,4 5/(67 8/0(93（ 8:・;: % ! <=）2- 8(.1,4>-:2 ,4 ?:(12.(./(/
种类 B)+2P+1
&@ 9O " L8 8 L= = L" "L 89 X X X 89 L =9 X X X X =9 L "9 X X X X X X W "9 8 L= = L" X X X X X "L 89 X X
菇 ［ -,./%.’*# ,010,( （ N+,MO ） BP/JO ］ 、 双孢蘑菇 ［ !"#$%&’( )%(21$’(（ Q*/J+ ）BP/JO ］ 、 木耳 ［ !’$%&’*#$%# #’$%&’*#$（ QO ： C’’MO ）R/@+,S’’@ ］ 和凤尾菇 ［ 3*,’$14 /’( 2’*51.#$%’( （ T, O ） U7V(O ］ 对培养料中投加的
应 用 生 态 学 报# "$$+ 年 + 月# 第 !* 卷# 第 + 期# # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # VA58CMC W<BG8E; <H /KK;5CN >F<;<9O，/B9( "$$+ ， 89 （+） ： !+,+)!+.&
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特别是近年来， 由于城市地区污染企业的搬迁或土 地置换以及固体废物不恰当的处理处置， 包括重金
“ +%& ” 计划重点项目 （ "$$’//$%!"$! ） 、 中6俄 国际 合作 项目 !国家 （ "$%!!!"$$!. ） 和中俄自然资源与生 态环 境联 合研 究中 心 资 助 项 目( !!通讯作者( >6JE5;：RA<BT7U 5EC( EF( F8 "$$’6!!6"$ 收稿， "$$+6$.6!, 接受(
［ 4］
、 5’/+1 和 67+3(23+/
［ 89 ］
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［ 88 ］
将半数有
效浓度 （ <&"9 ） 值作为外生菌根真菌对重金属的耐 性指标， 比较客观地反映了不同大型真菌对重金属 的耐性和重金属对大型真菌的生态毒性效应! 张小 燕等
［ 8= ］
子实体对 重 金 属 的 生 物 富 集 特 征， 国外报道较多 （ 表 8） ： 在蘑菇属大型真菌中 &@ 含量可达到 899 L >99 ;J・MJ # 8 干质量， 在 EI 冶炼厂附近许多种类的 大型真菌 EI 含量非常高 （ 899 L >99 ;J ・ MJ # 8 干质 量） ， 在富集 &7 的大型真菌种类中， &7 含量通常为 899 L >99 ;J・MJ # 8 干质量； &@ 和 CJ 的生物富集系 数分别为 "9 L >99 和 >9 L "99 ， 而 EI 的生物富集系 数仅为 89 # 8 L 89 # =［ 8K # 8$］! 在国内， 人们利用人工栽 培的方式在大型真菌对重金属的生物富集与积累方
［ !］
属在内的各种污染场地迅速增加， 已经到了 “ 不可
［ "， &］ ( 收拾” 的尴尬局面
大型真菌是菌物中具有大型子实体的一类真 菌， 泛指广义上的 “ DBMAG<<J ” 或 “ DEFG<HB895 ” ， 即译 为蘑菇， 术语上称为蕈菌( 它们广泛分布于高原、 盆
［ ,］ 地、 森林、 草原、 荒漠、 庭院和农田等生境地带 (近
大型真菌重金属污染生态学研究进展与展望 !
周启星
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# 安鑫龙 # 魏树和
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（ ! 中国科学院沈阳应用生态研究所中国科学院陆地生态过程重点实验室，沈阳 !!$$!% ；" 南开大学环境科学与工程学院 环 境污染过程与基准教育部重点实验室， 天津 &$$$’! ）
摘# 要# 大型真菌是生物圈中重要的组成部分和生态资源， 在自然界物质循环和维持生态平 衡中发挥着非常重要的作用( 本文从环境重金属污染对大型真菌的生态毒性效应、 大型真菌 对重金属的生物富集作用、 大型真菌对重金属污染的生态适应机制、 大型真菌对重金属污染 的指示和生态修复作用等方面， 较为全面地总结、 评述了大型真菌重金属污染生态学的研究 进展( 随着重金属污染的加剧， 加强研究大型真菌重金属污染生态学， 对于大型真菌资源的合 理利用和污染环境的生态修复具有重要的现实意义( 关键词# 大型真菌# 重金属# 毒理效应# 生态修复# 污染生态学 （ "$$+ ） $+)!+,+)$%# 中图分类号# -!’!( .# 文献标识码# / 文章编号# !$$!)*&&" !"#$% &"’#( )*((+’,*- ".*(*/% *0 &#.1*20+-/,： 1"3"#1.4 #5$#-."3 #-5 "6)".’#’,*-7 0123 456 " ! ! ，/: -586;<89" ，=>? @AB6AC（ !"# $%&’(%)’(# ’* +"((",)(-%. /0’.’1-0%. 2(’0",,，34,)-)5)" ’* 7589!， " 9:-4"," 60%8";# ’* <0-"40",， <:"4#%41 !!$$!% ， 9:-4%； !"# $%&’(%)’(# ’* 2’..5= 677.-"8 /0’.’1#， )-’4 2(’0",,", %48 /4>-(’4;"4)%. 9(-)"(-% %) ?-4-,)(# ’* /850%)-’4 ，9’.."1" ’* /4>-(’4;"4)%. <0-"40" C =9:-4C DC 677.C /0’.( ， "$$+ ， 89 %48 /41-4""(-41 ，@%4!%- A4->"(,-)#，+-%4B-41 &$$$’! ，9:-4% ） （+） ： !+,+)!+.&( :;3’1#.’：DEFG<6HB895 EGC IAC JE58 F<JK<8C8I <H L5<MKACGC E8N <8C <H IAC CF<;<95FE; GCM<BGFCM， E8N K;EO PCGO 5JK<GIE8I G<;CM 58 JEIICG FOF;589 E8N 58 JE58IE58589 CF<;<95FE; LE;E8FCM( QA5M KEKCG MBJJEG5RCN E8N GCP5CSCN IAC GCMCEGFA ENPE8FCM 58 IAC CF<6I<75F<;<95FE; CHHCFIM <H ACEPO JCIE;M <8 JEFG<6HB895 ，IAC L5<EFFBJB;EI5<8 HB8FI5<8 <H JEFG<6HB895 <8 ACEPO JCIE;M，IAC CF<;<95FE; ENEKIE6 I5<8 JCFAE85MJM <H JEFG<6HB895 I< ACEPO JCIE; K<;;BI5<8 ，IAC G<;C <H JEFG<6HB895 EM E L5<658N5FEI<G <H ACEPO JCIE; K<;;BI5<8，E8N IAC K<IC8I5E; <H JEFG<6HB895 58 IAC CF<;<95FE; GCJCN5EI5<8 <H F<8IEJ56 8EICN C8P5G<8JC8I( Q< MIGC89IAC8 IAC GCMCEGFACM <8 IAC ACEPO JCIE; K<;;BI5<8 CF<;<9O <H JEFG<6HB895 S<B;N LC <H KGEFI5FE; M5985H5FE8FC 58 IAC GCEM<8EL;C BI5;5REI5<8 <H JEFG<6HB895 GCM<BGFCM E8N 58 IAC CF<;<95FE; GCJCN5EI5<8 <H F<8IEJ58EICN C8P5G<8JC8I( <"% =*153：JEFG<6HB895；ACEPO JCIE;；I<75F<;<95FE; CHHCFI；CF<;<95FE; GCJCN5EI5<8 ；K<;;BI5<8 CF<;6 <9O( # # 自 "$ 世纪 .$ 年代前后日本出现 “ 水俣病” 和 “骨痛病” ， 并查明这些人类疾病分别系 19 和 VN 污 染引起以来， 重金属污染环境问题普遍受到世界各 国的重视( 随着人类对资源需求水平的不断提高以 及生产强度的日益加大， 含有重金属的废弃物质不 断输入环境， 对生态系统造成的污染仍在加剧