接种丛枝菌根真菌的种植紫花苜蓿土壤中球囊霉素含量与PAHs去除的关系

收稿日期：2016-04-01基金项目：国家自然科学基金（21477056，31270574）；农业部公益性行业（农业）科研专项（201503107）作者简介：杨振亚，男，江苏金湖人，工程师，主要研究方向为环境污染评价与控制。

E-mail:0517jhyzy@ *通信作者：凌婉婷E-mail:lingwanting@农业资源与环境学报2016年7月·第33卷·第4期：349-354July 2016·Vol.33·No.4：349-354Journal of Agricultural Resources and Environment接种丛枝菌根真菌的种植紫花苜蓿土壤中球囊霉素含量与去除的关系杨振亚1，2，宗炯2，朱雪竹2，凌婉婷2*（1.江苏省环境科学研究院，江苏省环境工程重点实验室，江苏南京210036；2.南京农业大学土壤有机污染控制与修复研究所，江苏南京210095）摘要：以菲和芘为多环芳烃（PAHs ）代表物，以紫花苜蓿（Medicago sativa L.）为宿主植物，选用幼套球囊霉（Glomus etunicatum ，Ge ）、摩西球囊霉（Glomus mosseae ，Gm ）和层状球囊霉（Glomus lamellosum ，Gla ）3种丛枝菌根真菌（AMF ），研究了接种AMF 下土壤中AMF 菌丝密度、球囊霉素含量与PAHs 去除率的关系。

35~75d ，接种Ge 、Gm 、Gla 处理的土壤中菌丝密度、总球囊霉素含量、易提取球囊霉素含量均随时间延长而显著增大，与不接种对照相比，75d 时接种Ge 、Gm 、Gla 处理的土壤中易提取球囊霉素含量提高了48.58%、55.99%和50.23%，总球囊霉素含量则提高了38.75%、50.95%和46.12%。

接种AMF 促进了土壤中菲和芘的去除，随着时间（35~75d ）延长，接种Ge 、Gm 、Gla 处理的土壤中菲去除率分别高达83.4%~92.7%、82.1%~93.8%、86.9%~93.4%，芘去除率达42.2%~63.5%、43.7%~69.2%、44.6%~66.4%。

接种Ge 、Gm 和Gla 处理土壤中AMF 菌丝密度、总球囊霉素含量均与土壤中菲和芘的去除率之间存在极显著正相关关系，表明接种AMF 提高了土壤中AMF 菌丝密度和总球囊霉素含量，并促进了土壤中PAHs 的去除。

研究结果为阐明丛枝菌根修复PAHs 污染土壤的规律及机理提供了依据。

关键词：丛枝菌根真菌（AMF ）；菌丝密度；球囊霉素；多环芳烃；土壤修复中图分类号：X53文献标志码：A 文章编号：2095-6819（2016）04-0349-06doi :10.13254/j.jare.2016.0086引用格式：杨振亚，宗炯，朱雪竹，等.接种丛枝菌根真菌的种植紫花苜蓿土壤中球囊霉素含量与PAHs 去除的关系[J].农业资源与环境学报,2016,33（4）:349-354.YANG Zhen-ya,ZONG Jiong,ZHU Xue-zhu,et al.Correlations of Glomalin Contents and PAHs Removal in Alfalfa-vegetated Soils with Inoculation of Arbuscular Mycorrhizal Fungi[J].Journal of Agricultural Resources and Environment ,2016,33（4）:349-354.Correlations of Glomalin Contents and PAHs Removal in Alfalfa-vegetated Soils with Inoculation of Arbus 原cular Mycorrhizal FungiYANG Zhen-ya 1,2,ZONG Jiong 2,ZHU Xue-zhu 2,LING Wan-ting 2*（1.Jiangsu Key Laboratory of Environmental Engineering,Jiangsu Provincial Academy of Environmental Science,Nanjing 210036,China;2.Institute of Organic Contaminant Control and Soil Remediation,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095,China ）Abstract :The correlations of glomalin contents and removal of phenanthrene and pyrene as representative polycyclic aromatic hydrocarbons（PAHs ）in soils with inoculation of arbuscular mycorrhizal fungi （AMF ）were investigated.The test AMF included Glomus etunicatum （Ge ）,Glomus mosseae （Gm ）,and Glomus lamellosum （Gla ）,and the host plant was alfalfa （Medicago sativa L.）.The AMF hyphal density and con -tents of easily extractable glomalin and total glomalin in AMF-inoculated soils were observed to increase with cultivation time from 35d to paring with the control treatment （CK ）without AMF inoculation,the contents of easily extractable glomalin in soil increased 48.58%,55.99%and 50.23%,and total glomalin contents increased 38.75%,50.95%and 46.12%with Ge,Gm and Gla inoculation after 75d,re -spectively.AMF inoculation promoted the removal of test PAHs in soils.The removal rates of phenanthrene and pyrene in soils with AMF en -hanced in 35~75d.83.4%~92.7%,82.1%~93.8%and 86.9%~93.4%of phenanthrene and 42.2%~63.5%,43.7%~69.2%and 44.6%~66.4%of pyrene in soils with Ge,Gm,Gla were removed in 75d respectively.AMF hyphal density and total glomalin contents were observed to be significantly positively correlated with the removal rates of PAHs in soils,indicating that the colonization of AMF enhanced hyphal densityand total glomalin contents and thus promoted the degradation of PAHs in the soil environments.Keywords :arbuscular mycorrhizal fungi;hyphal density;glomalin;polycyclic aromatic hydrocarbons;soil remediation349——农业资源与环境学报·第33卷·第4期丛枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhizal Fungi ，AMF ）是土壤微生物区系中生物量最大、最重要的成员之一，能与80%以上的陆生植物和绝大多数速生草本植物形成共生体系[1-2]。

近些年来，已有一些研究表明，接种AMF 可影响植物吸收多环芳烃（PAHs ），并促进土壤中PAHs 去除[3-4]。

程兆霞等[5]研究得出，接种Glomus mosseae 或Glomus etunicatum 显著地提高了三叶草根的芘含量、积累量和根系富集系数；Gao 等[6]发现，Glomus mosseae 和Glomus etunicatum 促进了苊在黑麦草根中的积累，并进一步揭示了丛枝菌根中苊的亚细胞分布。

已证实，接种AMF 能显著地提高污染土壤中PAHs 降解率，提出了PAHs 污染土壤的丛枝菌根修复技术。

刘世亮等[3]发现，接种Glomus caledo -nium 后，种植紫花苜蓿土壤中可萃取态苯并[a]芘的降解率远高于不接种土壤；李秋玲等[1]以紫花苜蓿为宿主植物，发现接种Glomus mosseae 、Glomus etunica -tum 、Glomus versiforme 、Glomus constrictum 和Glomus intraradices 土壤中菲去除率均在91%以上，其机制是接种AMF 提高了土壤微生物的数量和活性，进而促进了土壤中PAHs 的降解。

AMF 侵染植物后，可形成根内菌丝和外生菌丝。

菌丝直径约为2~27μm ，存在于土壤中的外生菌丝具有较强的穿透力，且能形成大量的分支，是直接联系土壤和植物根系的纽带[6]。

Gao 等[7]证实，AMF 外生菌丝能直接从土壤中吸收PAHs ，并将其传输到植物根部。

球囊霉素（Glomalin ）则是AMF 菌丝分泌的一类含有金属离子的耐热蛋白，产生于AMF 菌丝表面，能够随菌丝和孢子的脱落和降解进入土壤中[8]。

球囊霉素主要由蛋白质和碳水化合物组成，自然状态下较为稳定[9]。

研究发现，球囊霉素在保护外生菌丝被土壤微生物降解、改善土壤结构、提高土壤微生物活性、固定土壤重金属等方面具有重要作用[10-11]。