桑树与丛枝菌根的共生对重金属元素吸收的影响
丛枝菌根真菌对不同植物生长及锌、铜吸收分配的影响的开题报告
丛枝菌根真菌对不同植物生长及锌、铜吸收分配的
影响的开题报告
题目：丛枝菌根真菌对不同植物生长及锌、铜吸收分配的影响
背景与意义：
随着环境污染的加剧，土壤中重金属的含量不断增加，对植物的生
长和发育造成了严重的影响。
不过，丛枝菌根真菌（AMF）作为一种重要的生态系统功能微生物，可与多种植物形成共生关系，能够提高植物对
一些有害物质的抗性，缓解土壤中重金属对植物的毒害，促进植物生长。
因此，研究AMF对植物生长和对重金属吸收分布的调节机制有重要的理
论和实践意义。
研究问题：
AMF与不同植物的共生关系对其生长发育的影响；AMF对植物对锌、铜的吸收分配的调节机制。
研究方法：
通过两个试验系统分别探讨上述两个问题：
试验1：培养不同植物的AMF菌株，比较其对植物生长发育的调节
效应，探讨AMF与植物不同生长类型的适应性。
试验2：以AMF共生植物为试验对象，利用锌和铜污染模拟土壤培
养植物，研究AMF在重金属污染条件下对植物吸收、分配锌、铜的调控
机制。
研究内容和意义：
通过实验研究AMF与不同植物的共生关系及其吸收分配的调节机制，可以明确其在缓解土壤重金属污染对生态系统的影响中的作用和机制。
对于临床治疗、环境修复、土地利用等方面都有一定的参考价值。
根际土壤丛枝菌根真菌对重金属积累影响的研究进展
根际土壤丛枝菌根真菌对重金属积累影响的研究进展作者：陈剑芬卢小静曾碧健龚玉莲梁维芳邓彩虹林文婷李莉来源：《农业研究与应用》2017年第03期摘要：根际土壤丛枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhizal Fungi，AMF）影响宿主植物对重金属吸收主要有三种效应：缓解效应、抑制效应和转换效应；其影响重金属吸收效应与AMF 的种类相关，不同AMF种群组合的影响效应会有偏差；同时，植物种类、种植密度和生长环境的差异，也会引起AMF对重金属影响效应的不同。
总结根际土壤AMF对重金属影响及应用的研究概况，为开展AMF相关试验提供参考。
关键词：根际土壤丛枝菌根真菌（AMF）重金属土壤重金属污染已成为破坏世界生态环境的元凶之一。
由于人类处于食物链的顶端，土壤重金属可通过动植物的富集作用而进入人体，危及人类健康，所以防治和修复土壤重金属污染问题也成为科学家们重点关注的对象之一。
目前，土壤重金属污染修复有以下几个特点：一是土壤重金属污染修复技术主要停留在传统修复技术上，即利用物理、化学修复方法进行修复[1]，虽然传统修复被广泛应用，但存在成本高、难操作的问题，并会对生态环境造成一定的破坏，甚至存在二次污染等问题[2]。
二是低成本、易操作、无二次污染的修复方法——生物修复，尤其是植物修复，被人们挖掘并重视，由于这种方法对重金属污染的土壤，可以利用超富集植物进行修复，使得生物修复技术相较于传统修复技术更能显示出良好的应用前景[3]。
但植物修复尚不能摆脱生物量小、植物生长速度慢、修复效率偏低的弊端，导致出现修复效率低，修复时间长等问题[4]。
三是土壤微生物修复，特别是根际微生物愈加被重视，这种修复方式不仅能促进植物吸收和利用土壤中的养分，还能分泌改變重金属形态的活性物质，影响植物根部对重金属的吸收，提高植物对重金属污染土壤修复的效率[5]。
因此，植物-微生物联合修复方式逐渐成为土壤重金属污染修复的研究热点之一。
丛枝菌根减轻宿主植物锌、镉毒害机理研究共3篇
丛枝菌根减轻宿主植物锌、镉毒害机理研究共3篇丛枝菌根减轻宿主植物锌、镉毒害机理研究1丛枝菌根减轻宿主植物锌、镉毒害机理研究在当今的城市化和工业化进程中，大量的重金属元素被排放到环境中，造成了严重的环境污染问题。
这些重金属元素对于植物生长、发育、免疫调节等方面产生了不同的影响，其中锌、镉是最为严重的污染物之一。
目前，研究表明丛枝菌根对于植物缓解重金属污染的有较为明显的作用。
本文就丛枝菌根缓解宿主植物锌、镉毒害机理进行探讨。
一、丛枝菌根植物生长的特点丛枝菌根是一种生物体系，通常存在于植物根系中。
这种生物体系可以与植物根部形成菌根，形成一种共生关系。
丛枝菌根植物与普通植物相比，具有以下特点：1. 提高根系对营养物质的吸收能力，促进植物生长发育；2. 促进土壤微生物的生长繁殖，增强土壤的肥力；3. 缓解植物对于有害物质的侵害，提高植物的生物活性。
二、丛枝菌根缓解宿主植物锌毒害的作用机制锌是植物生长过程中必需的营养元素，但过量的锌元素则会对植物造成危害。
研究表明，丛枝菌根植物可通过以下方式缓解宿主植物锌毒害：1. 增加根系吸收和转运锌的能力。
丛枝菌根植物的菌根可以与植物根系共生，在这个过程中，菌根可以分泌各种物质，包括有机酸等，以增加植物对于锌元素的吸收和转运能力，从而减轻锌毒害的程度。
2. 提高植物对于自身免疫系统的活性。
丛枝菌根植物的共生过程可以激活植物自身的免疫系统，从而减轻植物受到锌毒害的程度。
3. 缓解锌元素的胁迫作用。
丛枝菌根植物可以通过分泌能够缓解锌元素的胁迫作用的物质，如超氧化物歧化酶（SOD）等来减轻锌毒害的程度。
三、丛枝菌根缓解宿主植物镉毒害的作用机制镉是一种重金属元素，对于植物生长发育具有严重的危害作用。
研究表明，丛枝菌根植物缓解宿主植物镉毒害的机制有以下几点：1. 减少镉元素的吸收。
丛枝菌根植物可以通过菌根等方式减少植物对于土壤中镉元素的吸收。
此外，丛枝菌根植物菌根分泌的物质也可以通过化学还原作用，降低土壤中镉元素的活性，从而减少植物对于镉元素的吸收。
内外生菌根真菌对重金属的耐受性及机理
土 壤 (Soils), 2003, 35 (5): 370~377内外生菌根真菌对重金属的耐受性及机理①廖继佩 林先贵 曹志洪（中国科学院南京土壤研究所 南京 210008）摘 要 本文从内外生菌根真菌对重金属的耐受性和耐受机理，以及将菌根真菌作为重金属污染程度的生物指示剂和重金属生物修复等方面对菌根真菌和重金属的相互作用作了较全面的论述。
重金属对生物圈的污染是一个严重的环境和健康问题。
某些内外生菌根真菌对重金属具有耐受性。
菌根真菌菌丝能与金属相结合而限制它们向菌根植物地上部迁移，从而可达到植物稳定和保护植物免遭重金属毒害的目的。
内外生菌根真菌对重金属的耐受性因菌种、重金属种类和浓度、与宿主植物共生与否以及所生长的土壤条件等而异，同时种内菌株之间也有差异。
菌根真菌通过离子交换，络合物的形成，沉淀或结晶化作用等方式获得对重金属的耐受性，其子实体内重金属含量，繁殖体密度和侵染势可作为重金属污染程度的生物指示剂。
关键词 外生菌根真菌；内生菌根真菌；重金属；耐受性 中图分类号 Q949.32; Q948.12人类活动对生物圈所造成的重金属污染，已成为一个严重的环境和健康问题。
由于重金属不能化学降解，所以当今对重金属污染土壤的修复主要限于固定或提取/浓缩技术[1]。
其中植物稳定是一种临时的措施，因为金属没有被消除，从而随着时间的推移，大量根际金属就会被植物吸收，通过食物链对动物造成很大的危险。
由于这些方面的原因，起稳定作用的植物也应该在根系中固定金属和地上部有较低的积累作用。
与非耐性植物相比，重金属耐性植物地上部金属浓度常低一些，而地下部浓度常高一些。
生长在重金属污染土壤中的菌根植物其真菌菌丝能与金属结合，限制重金属向菌根植物地上部迁移，可增加宿主植物耐受重金属的能力，有助于达到植物稳定和植被重建的目的，所以许多科研工作者对菌根真菌产生了很大的兴趣。
为了将菌根真菌应用于重金属污染地的修复，有必要全面地了解这些真菌对重金属的耐受性和耐受机理。
菌根和根分泌物在植物抗重金属中的作用_cropped
菌根和根分泌物在植物抗重金属中的作用 33 3赵中秋崔玉静 朱永官(中国科学院生态环境研究中心 , 北京 100085)摘 要 多年来人们对植物抗重金属的研究一直集中在植物体内的代谢调节和控制上 。
随着 近年来对根际环境的研究 ,人们发现植物体外的根际环境对植物抗重金属有着重要的影响 ,目 前研究主要集中在对菌根真菌和根系分泌物与植物抗重金属的关系 ,本文就近年来对菌根真 菌和根系分泌物在植物抗重金属毒害中发挥的作用及其可能机理的研究状况作一概述 ,并对 该领域的研究和应用前景作出展望 。
关键词 植物 ,抗重金属 ,菌根 ,根分泌物 中图分类号 Q945112 文章编号 1000 - 4890 (2003) 06 - 0081 - 04文献标识码 AE ff e cts o f mycorrhiza an d roots exud a tes o n resistance of plants to heav y metals. ZHAO Zho n gqiu , CU I Yu jing , ZHU Y o ngguan ( Resea rch Cen ter f or Eco 2En v i ron m en t al S c iences , Chi ne se A c adem y of S c iences , Beiji n g 100085 , Chi n a ) . Chi n ese Jou r n a l of E cology ,2003 ,22 (6) :81～84 .Fo r many years , t he st ud ies resist ance of plant s to heavy met als have been focused o n t he met ab oliz 2 ab le regu latio n and co nt rol . It was fo und t hat t he r hiz o s p here had a great influence o n resistance of plant s to heavy met als , and recent st ud ies were focmed o n t he relatio nshi p of myco rr hizal f ung i and root s exudat es resist ance of plant s to heavy met als. This p ap er reviewed t he advance of st ud y o n t h e eff ect s of myco rr h izal f u ng i and root s exudat es o n resist ance of plant s to heavy metals and t h e po ssib le mechanismK ey w ords , and p r eviewed t h e st u dy and applicatio n fo regro und in t h is field.plant , resist ance fo r heavy metals , myco rr h iza , r oot excretio n s.5 ,8 ,42 ,46 ,51 异 。
桑树对矿区土壤中重金属的原位去除效应研究
桑树对矿区土壤中重金属的原位去除效应研究张兴;王冶;揭雨成;佘玮;邢虎成;朱守晶【期刊名称】《中国农学通报》【年(卷),期】2012(28)7【摘要】为了研究矿区栽培种桑树对4种金属的富集特征和能力,在湖南浏阳七宝山矿区污染土壤上,以‘湖桑一号’为研究材料,分别测定植物各部分和土壤中Cu、Pb、Cd、Zn4种重金属含量。
结果表明:桑树各部位单位重量中Cu的含量的趋势为根(33.13mg/kg)>叶(13.38mg/kg)>皮(7.51mg/kg)>骨(4.93mg/kg),Pb的含量的趋势为根(33.13mg/kg)>叶(10.32mg/kg)>皮(3.35mg/kg)>骨(1.73mg/kg),Cd的含量的趋势为根(4.53mg/kg)>叶(1.90mg/kg)>皮(1.57mg/kg)>骨(1.03mg/kg),Zn的含量的趋势为根(317.72mg/kg)>叶(186.53mg/kg)>皮(105.07mg/kg)>骨(89.16mg/kg)。
每平方米耕作层土壤上桑树对Cu的迁移总量为12116.1mg,修复年限为2.01年,对Pb的迁移总量为7409.83mg,修复年限为15.45年,对Cd的迁移总量为2056.4mg,修复年限为1.26年,对Zn的迁移总量为254532.8mg,修复年限为0.39年。
【总页数】5页(P59-63)【关键词】桑树;矿区;污染土壤;重金属;原位去除【作者】张兴;王冶;揭雨成;佘玮;邢虎成;朱守晶【作者单位】湖南农业大学苎麻研究所/湖南省作物种质创新与资源利用重点实验室【正文语种】中文【中图分类】S888.2【相关文献】1.土壤电动修复中可渗透反应层套电极的去偏极效应及对重金属的去除作用 [J],2.苎麻对矿区土壤中重金属的原位去除效应 [J], 王冶;张兴;揭雨成;佘玮;邢虎成;朱守晶3.苎麻对矿区土壤中重金属的原位去除效应（英文） [J], 王冶;张兴;揭雨成;佘玮;刑虎成;朱守晶4.聚丙烯酸盐对长期重金属污染的矿区土壤的修复研究:Ⅰ对土壤保水能力、果园草生长和土壤pH以及土壤水溶性重金属的影响 [J], 曲贵伟;Amarilis de Varennes;依艳丽5.植物原位阻截铅锌矿区土壤重金属效果和配置模式研究 [J], 李贵;童方平;刘振华;冯国良因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
丛枝菌根对植物营养元素吸收及生长影响的研究进展
丛枝菌根对植物营养元素吸收及生长影响的研究进展作者：李大荣杨文港向嘉来源：《南方农业·下旬》2018年第09期摘要综述近年来国内外有关丛枝菌根促进植物对氮、磷、钾等矿质营养的吸收及其对植物生长效应的影响的研究进展，提出了丛枝菌根在提高植物对矿质营养吸收方面存在的问题并展望了丛枝菌根在这方面的研究前景。
关键词丛枝菌根；矿质营养；生长效应中图分类号：Q945 文献标志码：B DOI：10.19415/ki.1673-890x.2018.27.070丛枝菌根（Arbuscular mycorrhiza，AM）是农业中广泛存在的一种土壤真菌类，能够与大多数的植物相结合形成共生体。
丛枝菌根能够有效促进植物对土壤中的矿质养分的吸收，而且在增强植物对寒冻等各种逆境的忍耐性方面也起着很大的作用[1]。
研究表明，菌根能有效改善植物对碳、磷、钾及其他微量元素的吸收作用，从而促进植物自身的生长发育，因此有“生物肥料”的称号[2]。
长期以来，国内外的学者都非常关注对丛枝菌根的研究，基于此，概括了近年来丛枝菌根与各矿质营养的关系和其促进植物吸收矿物营养的机制及对植物生长的影响的研究进展。
1 丛枝菌根与植物的氮素营养1.1 丛枝菌根与植物氮素营养的关系磷作为植物生长发育所必需的营养元素之一，不仅在植物体中重要化合物的合成中起着重要的作用，它还通过多种方法参与到植物的代谢过程中，对植物的生理生化调节起到了促进作用。
大量研究表明，丛枝菌根对植物氮素营养的吸收、提高植物体内氮的含量及促进植物的生长、改善植物的品质产量有重要的作用。
多种研究表明，丛枝菌根对孔雀草、小车前、尖喙珑牛儿草等植物氮的吸收和利用有促进作用。
李敏等[2]也研究发现，接种AM菌能显著提高菜豆豆荚中氮含量，比对照高17.1%。
王维华等[3]通过研究发现，与对照相比，接种AM菌显著提高了生姜叶片和根中氮素含量。
此外，Muthukumar和Udaiyan等也发现接种丛枝菌根真菌能促进豇豆植物的生长，生物量增长和N的积累。
丛枝菌根-植物修复重金属污染土壤研究中的热点
植 物修 复 是 近 些 年发 展 起 来 的 一 种 环 境 友 好 的低 成本 的土壤 修复技 术 ，对 于重 金属 污染土 壤 的 修复 来说 ，主要包括 依赖 于超 富集 植物 和高生 物量 作物 的植物 提取 技术 ，利 用植 物 的吸收 和沉 淀作用 来 同定 重金 属 的植物稳 定 技术 ，以及针对 于 可挥发 性元 素 （ 如Ｈｇ ｅ ） 、Ｓ 等 的植 物挥 发技 术 。其 中 ，植 物挥 发应 用范 同较 窄 ，而 Ｆ污染物 挥发 可能 造成大 ｛ ． 气 污染 。尽管 植物 提取 和植物 稳定 显示 了良好 的应
Ｎａ ｒ上报 道石楠 菌 根降低 植 物对过 量 重金属Ｃ 和 ｔｅ ｕ ｕ Ｚ 的吸收 以后 ，人 们对 Ａ ｎ Ｍ与重 金 属 的研 究也产 生 了浓厚 的兴趣 ，之 后 的研 究涉及 重金 属污 染下 的菌 根 生理 、生态 、应用 等 多个 方面 。在 重 金属污 染 Ｊ 条 件 下 ，Ａ Ｍ真菌 可 以改 善植 物 生长 状况 ，减轻 重
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牛 态 环 境 ２ ０ ， （）１８ —０ ０ ０ ６ １ ５： ０ ６ １９ ５
Ｅｃ ｌ ｙ ａ ｄ ｖｉｏｎ ｅ ｏｏｇ ｎ Ｅｎ ｒ ｍ ｎｔ
ｈｔ：ｗ ｔ ／ ｗｗｊｅｃ ｃ ｒ ｐ／ ｅｓｉｏ ｎ Ｅｍａ ：ｄｔｒ ｅｓｉｏ — ｉ ｅ ｉ ＠ｊｅｃ ｃ ｒ ｌ ｏ ｎ
展；（ ４）丛 枝 菌根 技术 和 其他 修 复技 术在 植 物修 复 中的 复合应 用 ； （ ５）从 理论 研 究 向理论 与 应用 相 结合 发展 。 文将分 别 讨论 目前丛 枝菌 根一 物修 本 植 复重 金属污 染研究 中的几个热 点 ，并对 未来研 究方 向做 简要展 望 。
丛枝菌根真菌在植物修复重金属污染土壤中的作用
[ 10]
。研究表明 , 在
高锌水平下 , 红三叶草接种 AM 真菌后, 其菌根际 土壤溶液 pH 值比对照升高 , 可溶性锌的浓度有所 降低, 因此 , 菌根对植物锌毒害的保护作用可能与 [ 30] 根际 pH 的变化而引起的锌有效性降低有关 。 3 丛枝菌根真菌在植物修复重金属污染土壤中的应用 AM 真菌对植物吸收重金属的效应有很多报道, 但结果很不一致。一种说法认为 AM 真菌促进某些植 物的根对 Cu 、 Zn 、 Cd 的吸收 , 但抑制向地上 部转 运
[ 26] 2+ 2+ 22+ 2+
。例 如, 在 不同
A s污染水平 下, 接种 AM 真菌可以降 低烟草根际 p H, 从而影响烟草的 A s吸收 , 烟草地上部分 A s含 量在所有处理中没有表现出显著的差异, 从而确保 了烟草对于人体的安全性
[ 15 ]
。
2 丛枝菌根真菌对植物吸收重金属的影响 总的说来, 在重金属胁迫条件下, 真菌可以在 一定程度上保护宿主植物免受重金属毒害 , 提高植 物对重金属的耐性。一般而言, 在重金属污染条件 下 , 真菌侵染降低了植物体内 ( 尤其是地上部 ) 金 属浓度 , 从而有利于植物生长
[ 3]
。
[ 4]
在 Nature 上报道 石楠菌根 降低植
物对过量重金属 Cu 和 Zn的吸收 , 之后的研究涉及 重金属污染下 的菌根 生理、生 态、应 用等多 个方 面。近年来 , 重金属元素对环境的污染正在随着污 灌、废弃物、城市垃圾数量的增加 而加剧
桑树修复土壤重金属污染的研究进展
桑树修复土壤重金属污染的研究进展作者：徐宁俞燕芳毛平生杜贤明彭晓虹石旭平来源：《农学学报》2015年第01期摘 ;要：重金属污染修复已成为当前国际环境科学研究的热点问题，利用桑树修复土壤重金属污染也是一种有效的植物修复技术。
笔者简单介绍了土壤重金属与植物修复技术的概念，并阐述了桑树的生长特性，桑树生长与土壤中镉、铅、锌、砷等重金属元素的关系，并结合江西省土壤重金属污染的形势，探讨了桑树作为江西省土壤重金属污染修复树种的潜力。
关键词：桑树;土壤重金属;污染;植物修复;江西中图分类号：X-1 ; ;文献标志码：A ; ;论文编号：2014-0350Research Progress of Remedying the Heavy Metal Contaminated Soils with MulberryXu Ning， Yu Yanfang， Mao Pingsheng， Du Xianming， Peng Xiaohong， Shi Xuping（Jiangxi Sericulture and Tea Research Institute， Nanchang 330203， Jiangxi， China）Abstract： Remediation of heavy metals has become a hot topic of international environmental science， and remedying the heavy metal contaminated soils with mulberry was an effective phytoremediation technology. This paper briefly introduced the concept of heavy metals in soil and phytoremediation technology， described the growth characteristics of mulberry， and mulberry growing relationship with Cd， Pb， Zn， As and other heavy metals pollution. Combined with the heavy metals pollution situation in Jiangxi Province， and discussed the potential of repair tree in soil heavy metal pollution with mulberry.Key words： Mulberry; the Heavy Metal Soils; Contamination; Phytoremediation; Jiangxi0 ;引言江西省拥有全国最好的生态环境，具备大力发展绿色农业的潜力，但矿山开发、资源消耗、农用化学品投入等给江西留下较大的重金属污染区域，成为江西绿色崛起进程中绕不过的坎。
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*通讯作者，朴河春，男，研究员，从事环境地质地球化学工作。E-mail: piaohechun@ 收稿日期：2013-12-13
带上，属亚热带季风性湿润气候。地处东经 107°51′ 42″ ~108°08′ 47″ ，北纬 26°46′ 20″ ~26°55′ 56″，海 拔高度在 700~1 030 m 之间。年平均气温 15.4 ℃ (13~16 ℃)，年平均降雨量 1 114.2 mm。
采样地土壤类型多为碳酸盐类，与砂岩交叉分 布，所采集的土壤均为黄壤。桑树均引种自广西， 平均株行距约为 0.5 m×1.2 m，4 年生桑树的平均根 径为 5 cm 左右。小于 1 mm 的桑树细根在 0~20 cm 土层内分布密度最大，呈水平状分布，而深部的根 系呈垂直状分布（Liu 和 Willison，2013；石娟华等， 2008），由此说明桑树细根不但能利用表层土壤空 间，更能吸收利用深层土壤水分和养分（Liu 和 Willison，2013；石娟华等，2008）。桑树地下部分 的生物量明显高于地上部分，占总生物量的 53.1% （张光灿等，1997）。以养蚕为栽培目的的桑树，从 5 月上旬开始摘叶，5 月底伐去全部枝叶，继续萌 发枝叶后，从 7 月初至 10 月底一直处于摘叶养蚕 中。采样时间是 2013 年 5 月。 1.2 研究方法 1.2.1 样品采集和分析
菌根真菌能强烈地影响植物对环境的适应性 （Johnson 等，2010；Pánková 等 2011）。 菌根真菌 对植物适应性和生态系统的可持续性的贡献，是通 过促进紧密的营养物循环（Vander Heijden 等， 2008），即通过增进营养物和水分的吸收能力来实
现（Pánková 等 2011；Van der Heijden，2010）。目 前，对于植物与菌根真菌共生给植物生长带来的诸 多影响是否有益研究者们仍然存有争议（Smith 和 Smith，2013；Johnson 和 Graham， 2013；Ryan 和 Kirkegaard，2012）。而对于 AM 的最重要的功能是 把营养物通过根外菌丝体输入到根细胞的观点，研 究者们是一致认同的。以菌根真菌为媒介的植物对 营养物吸收的最大特点是双向营养物传递，即 AM 植物把叶片的碳水化合物输送到真菌体中，从而把 大量的有机碳输入到土壤中去，同时把土壤中的矿 质营养物输入到植物组织（Piao 和 Liu，2011；Piao 等，2012）。菌种的侵染引起根系的形态学和生理 学的变化（Tanaka 和 Yano，2005）。比如，宿主植
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生态环境学报 第 23 卷第 3 期（2014 年 3 月）
物的根系和根外菌丝体能够形成和释放大量的有 机物，它能溶解难以被利用的营养物，使它具有较 强的移动能力，以便被宿主植物所吸收（Theuerl 和 Buscot，2010；Piao 和 Liu，2011）；同时产生一 些酶，比如磷酸酯酶，磷酸酯酶不但具有很强的移 动营养物的能力，能帮助宿主植物吸收营养物 （Ostertag，2010）；而且能影响土壤的生物地球化学 作用，包括矿化和硝化作用（Hamel，2004）。上述 因素都能够促进土壤中的营养物的可利用性，从而 提高植物对营养元素的吸收。桑树丛枝菌根侵染率 随时间逐渐升高，其侵染率达到 40%以上时就能观 察到丛枝菌根（AM）真菌对桑苗生长的明显促进 作用。因此，桑树是典型的丛枝菌根植物，菌根有 利于桑树在极端逆境中生长(舒玉芳等，2011；刘代 军等，2012；叶娇等，2012)。
重金属元素 Fe、Mn、Zn 和 Cu 是植物和人体 所需的营养元素，而重金属元素 Cd 是一种在土壤 中自然存在的，人体不需要的微量元素。Cd 是土壤 中相对容易移动的元素之一，毒性很大。土壤盐度 和土壤酸度都可以影响土壤中 Cd 的生物可利用性 （He 和 Singh，1994）。由于 Cd 和 Zn 的化学性质 相近，互为竞争元素，Cd 在缺 Zn 的土壤中容易被 植物所吸收，因此 Cd 的积累容易出现在缺 Zn 的植 物体中（Oliver 等，1994）。然而在土壤 Zn 含量非 常高的稻田 中，水稻谷 粒中 Cd 含量也非常高 （Chaney 等，2004）。同一种植物在不同的土壤环境 中可表现出不同的行为。
要意义。荔波和黄平两地均处于喀斯特地区，土壤 pH 因石灰岩和砂岩交叉分布而有所差异。本文将揭示土壤因素是如何影
响桑树与丛枝菌根真菌互利共生体的形成从而影响桑树对重金属元素的吸收。实验结果表明，荔波桑地平均土壤 pH
（4.92±1.03）明显低于黄平（5.96±1.08）。土壤酸性直接影响 AM 真菌的分布，荔波的偏酸性土壤环境有利于真菌生长，且
分别为（125±43）mg·g-1、（91±43）mg·g-1。该结果说明，与黄平（具有较高的土壤 pH）相比，荔波（具有较低的土壤 pH）
桑树叶片中的光合作用产物将更多地被输入到桑树的根系中。真菌是专性共生物，如果没有植物所供给的光合产物，真菌就
不能生存。根系分泌物的另一个重要作用是溶解重金属，使它们具有较强的移动能力，以便被宿主植物所吸收。这就解释了
有利于桑树与丛枝菌根真菌共生关系的形成。此外，偏酸性土壤条件有利于增加重金属元素的生物可利用性，从而加强植物
体对重金属元素的吸收，包括有毒元素 Cd。与黄平相比，生长在荔波的桑树叶片具有较高含量的重金属元素。荔波桑树叶
片中的糖类含量明显低于黄平的，分别为（67±27）mg·g-1、（105±57）mg·g-1；而荔波桑树根系中的糖类含量明显高于黄平，
文章编号：1674-5906（2014）03-0477-08
引用格式：樊宇红，凌宏文，朴河春. 桑树（Morus alba）与丛枝菌根的共生对重金属元素吸收的影响[J]. 生态环境学报, 2014, 23(3): 477-484. FAN Yuhong, LING Hongwen, PIAO Hechun. Effects of symbiosis of mulberry (Morus alba) with arbuscular mycorrhizae on absorption of heavy metals (Fe, Mn, Zn, Cu and Cd) [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2014, 23(3): 477-484.
为什么在较低土壤 pH 环境条件下生长的桑树的叶片含有较高含量的重金属元素。因此，菌根植物根系的分泌作用是一个非
常重要的过程。尽管桑树具有耐干旱贫瘠的能力，且能够适应于喀斯特环境，但桑树喜好的是环境仍是偏酸性且养分充足的
土壤。
关键词：桑树；重金属；丛枝菌根；土壤 pH；有机分泌物
中图分类号：X17
文献标志码：A
贵州荔波和黄平两地以石灰岩分布为主，交叉 分布着砂岩。因此，石灰岩和砂岩的分布格局决定 了桑树采样地土壤的 pH。由表 1 可知，荔波采样 地土壤的 pH 显著低于黄平土壤 pH（表 1）。表 1 列举了荔波和黄平两地土壤中 DTPA-萃取的重金 属 含 量 。 DTPA- 萃 取 的 Fe 含 量 在 荔 波 地 区 （18.0~212.9 μg·g-1）远高于黄平地区（11.8~91.1 μg·g-1）。Mn 在土壤中的分布与 Fe 相反，在荔波地 区（2.78~132.09 μg·g-1）远低于黄平（17.18 ~223.5 μg·g-1）。以上数据说明土壤 pH 值较高的黄平地区 土壤可利用性 Fe 的含量低于 pH 值较低的荔波地区 土壤，而在土壤 pH 较高的黄平地区土壤可利用性 Mn 的含量却高于土壤 pH 较低的荔波土壤。该结果 与前人的研究结果一致（凌宏文等，2007）。其他 重金属元素含量在黄平和荔波之间不具有统计学 意义上的差异（表 1）。荔波和黄平两地土壤可利用 性的 Fe 含量随土壤 pH 上升而下降，而可利用性 Zn 的含量随土壤 pH 上升而增加（图 1）。其余元素 与土壤 pH 值之间没有显著相关性。 2.3 桑树组织中的碳和糖类化合物含量的变化
生态环境学报 2014, 23(3): 477-484 Ecology and Environmental Sciences
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桑树（Morus alba）与丛枝菌根的共生对重金属
元素吸收的影响
樊宇红，凌宏文，朴河春*
采用 SPSS 17.0 对数据进行处理。文中所有 数据均为平均值±标准差。所测定的数据在 5%的
樊宇红等：桑树（Morus alba）与丛枝菌根的共生对重金属元素吸收的影响
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检验水平下进行线行回归和 t 检验来确定显著性 差异水平。
2 结果
2.1 桑树根系 AM 真菌侵染率水平和土壤菌根真 菌数量
1 研究地概况与研究方法
1.1 研究区概况 贵州荔波位于贵州南部，珠江流域上游，处于
贵州高原向广西丘陵过渡地带，东经 108°00′50″~108°10′37″，北纬 25°17′26″~25°29′51″， 海拔高度在 500~720 m 之间。年平均气温 18.3 ℃,
年平均降雨量为 1 320.5 mm。 贵州黄平处于黔中丘原与黔东丘陵的过渡地
中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室，贵州 贵阳 550002
摘要：桑树（Morus alba）可与丛枝菌根（AM）真菌形成互利共生体，丛枝菌根真菌能对桑树的重金属元素吸收产生积极
的响应。然而，这种响应随环境条件的变化而有所不同。贵州荔波和黄平两地种植养蚕桑树，提高桑叶质量对养蚕业具有重
侵染率的检测方法依据根段频率标准法进行 (Liu 和 Luo，1994)。孢子量检测方法：称取 20 g 鲜土，经１mm、100 目、200 目、400 目筛过滤分 选后，于 OLYMPUS 显微镜镜下检查孢子个数。上 述样品的分析均在中国科学院地球化学研究所环 境地球化学国家重点实验室完成。 1.2.3 统计方法