重金属胁迫下土壤微生物对植物促生机制的研究进展
促生菌在植物修复重金属污染土壤中的应用研究进展

促生菌在植物修复重金属污染土壤中的应用研究进展一、内容描述随着工业化和城市化的快速发展,人类活动对土壤造成了严重的污染,尤其是重金属污染。
重金属污染土壤对生态环境和人类健康产生了巨大的负面影响。
为了寻求解决之道,人们开始关注生物修复技术。
促生菌作为一种能够促进植物生长和提高植物对重金属吸收能力的生物技术,受到了广泛关注。
促生菌与植物的关系:阐述促生菌与植物之间的相互作用,包括共生关系的建立、促生菌分泌的生长素、细胞分裂素等物质对植物生长的影响,以及植物对促生菌的识别和响应机制。
促生菌对重金属耐受性的影响:研究促生菌如何提高植物对重金属的耐受性,包括改变植物对重金属的吸收、代谢和排泄能力,降低植物体内重金属离子的浓度,从而减轻重金属对植物的毒害作用。
促生菌强化植物修复技术的机制:探讨如何在植物修复实践中应用促生菌,以提高修复效率和质量。
具体方法包括:将促生菌与植物种子或幼苗混合,进行生物拌种或蘸根处理;将促生菌与肥料、农药等混合使用,作为植物生长调节剂或土壤改良剂;利用基因工程技术,将促生菌的优良基因导入植物体内,增强植物的重金属耐受性和修复能力。
促生菌在实际应用中的效果评价:通过田间试验或实验室研究,评价促生菌在实际应用中修复重金属污染土壤的效果,包括植物生长速度、生物量积累、重金属去除率等方面的指标。
促生菌研究的挑战与发展前景:分析当前促生菌研究面临的问题,如促生菌的筛选、鉴定、工程化应用等方面的困难,并展望未来的发展方向,如通过基因编辑技术改造促生菌、开发新型生物药剂等。
通过对促生菌在植物修复重金属污染土壤中的研究进展进行综述,可以为该领域的研究和应用提供理论参考和实践指导。
二、促生菌的筛选与鉴定为了筛选出具有富集重金属能力的促生菌,本研究从受重金属污染的土壤中采集样品,并通过一系列的微生物分离和纯化步骤,获得了大量的单菌落。
我们对这些单菌落进行了重金属耐受性筛选。
在含有不同浓度重金属(如Pb、Cd、Zn等)的平板上分别涂布样品,然后在恒温培养箱中进行培养。
重金属胁迫下土壤微生物对植物促生机制的研究进展

重金属胁迫下土壤微生物对植物促生机制的研究进展重金属是一类对土壤和环境有毒害的物质,它们对土壤微生物和植物生长产生负面影响。
随着近年来土壤微生物研究的深入和技术的进步,人们对重金属胁迫下土壤微生物对植物促生机制的研究取得了一些进展。
本文将对这方面的研究进展进行探讨。
一、重金属对土壤微生物和植物的影响重金属主要通过工业排放、农药和化肥的使用、矿产资源开发等途径进入土壤中,对土壤和环境造成污染。
重金属胁迫会导致土壤微生物种群的结构和功能发生改变,抑制土壤微生物的生长和代谢活动,降低土壤微生物对植物的促生能力。
重金属也会累积在植物体内,抑制植物的生长发育,影响植物的产量和品质。
二、土壤微生物对植物促生机制的研究1. 土壤微生物的多样性3. 土壤微生物与植物的互作关系土壤微生物与植物之间存在着复杂的互作关系,土壤微生物可以通过与植物根系的互作促进植物的生长发育,同时植物也可以通过根系分泌物影响土壤微生物的生长和代谢。
重金属胁迫会破坏土壤微生物与植物之间的互作关系,影响土壤微生物对植物的促生能力。
三、研究展望目前,针对重金属胁迫下土壤微生物对植物促生机制的研究仍处于起步阶段,有待进一步深入和系统的研究。
未来的研究可以从以下几个方面展开:一是研究重金属胁迫下土壤微生物多样性的变化规律,探讨重金属对土壤微生物多样性的影响机理;二是深入研究重金属胁迫下土壤微生物代谢途径的变化,揭示重金属对土壤微生物代谢活动的抑制机制;三是探讨重金属胁迫下土壤微生物与植物的互作关系,明确重金属对土壤微生物与植物之间互作关系的影响机制。
重金属胁迫下土壤微生物对植物促生机制的研究具有重要的理论和应用价值,可以为减轻重金属胁迫对土壤和植物的危害提供理论依据和技术支持。
希望未来能有更多的科研机构和学者投入到这一领域的研究中,为解决土壤重金属污染和促进植物生长发育提供更多的科学依据和技术支持。
植物重金属胁迫胁迫下的生理生态机制研究

植物重金属胁迫胁迫下的生理生态机制研究随着工业化进程的加速和经济的发展,大量的重金属污染物进入到自然环境之中,对于生态环境的破坏和生物体的伤害都造成了严重的威胁。
在这些污染物中,植物重金属污染已经成为了环境生态中的一个热点问题。
无论是在城市中的道路旁、工厂周围还是在农田里,我们都能够看到被重金属污染所影响的植被,这些植被都表现出了各种各样的畸形和死亡的症状。
因此,研究植物重金属胁迫下的生理生态机制,深入了解植物在这种环境下的适应能力和生态学效应,对于生态系统的保护和环境修复具有极其重要的意义。
在植物重金属胁迫下,植物可以通过一系列的生理生化反应来应对这种胁迫。
首先,植物的根系可以通过调控根毛的数量和分布以及根系的活性来吸收和排除土壤中的重金属元素。
同时,植物的根系还能够分泌大量的有机酸和胺基酸等溶解性物质,将重金属形态转化为可溶性的离子态,以便于植物的吸收和运输。
此外,植物的叶片和茎干还能够能够通过分泌树脂和蜡质等物质,将重金属元素与环境隔离开来,从而达到隔离和纠正的效果。
除了通过物理化学途径来应对重金属胁迫之外,植物还能够通过形成一系列的生理反应来实现对于环境的适应。
一方面,植物能够通过发生气孔关闭、叶片变形等措施来减少重金属的吸收。
另一方面,植物还能够调节生长发育,加速生长,缩短生育期,提高生物量以及合成的光合色素等,从而提高植物的综合生态效应。
在植物重金属胁迫下,植物生长和发育受到了很大的影响。
重金属的积累和吸收会导致植物细胞的氧化应激反应的加剧,产生一系列的自由基和有毒物质,破坏细胞内的组织结构和膜的完整性,影响植物的正常的代谢和生理反应。
同时,重金属胁迫还会导致植物的光合作用的下降和呼吸作用的加剧,进而使植物的营养物质的合成和转运也受到很大的限制。
随着生态环境研究的不断深入,学者们对植物重金属胁迫下的生理生化反应和调控机制有了更加深入和全面的认识。
目前,人们不仅能够解析植物在分子水平上对环境压力的应对机制,还能够利用生物工程技术来提高植物的环境适应性,增加重金属污染区域的生态恢复能力和土壤修复效果。
重金属铜镉胁迫下植物响应的研究进展

重金属铜镉胁迫下植物响应的研究进展重金属镉和铜是土壤中常见的污染物,它们可以在高浓度下对植物造成严重的毒害,破坏植物的生长和发育。
目前,研究人员正在探索植物对铜镉胁迫的响应机制,以期找到对抗这种污染的有效方法。
植物在面临铜镉胁迫时,会发生一系列的生理和生化变化。
首先,植物会产生大量的活性氧,这些物质会导致细胞壁的损伤和膜脂质的氧化。
为了应对这种损伤,植物会产生一系列的抗氧化物质,如类黄酮、多酚和谷胱甘肽等,以中和过多的活性氧。
其次,在铜镉胁迫下,植物会调节多种生长调节激素的合成和代谢,以适应环境的变化。
例如,研究表明,镉胁迫会抑制植物中赤霉素的合成和运输,而铜胁迫则会诱导脱落酸的合成和运输。
这些调节措施对植物的根系、茎秆和叶片的生长发育都有影响。
另外,植物在铜镉胁迫下还会调节其基因表达。
通过大规模基因芯片分析,研究人员发现,在铜镉胁迫下植物会产生大量的响应性基因,这些基因可以调节植物的代谢、信号转导和基因转录等多种生物学过程。
例如,铜镉胁迫下的拟南芥植物可以调节超过1000个基因的表达,其中包括编码抗氧化酶的基因、编码转录因子的基因和编码蛋白质合成酶的基因等。
最后,植物在应对铜镉胁迫时还会通过改变其微生物群落结构来改善环境。
研究表明,植物根际微生物可以通过吸收、移动和转化污染物质来减轻植物的铜镉胁迫。
此外,植物根际微生物还可以通过激活植物的防御机制来增强植物对铜镉胁迫的抵抗能力。
综上所述,植物在铜镉胁迫下会调节其生理和生化过程,调节其基因表达,以及改变其微生物群落结构,从而适应环境的变化。
这些调节措施为研发对抗重金属污染的有效方法提供了重要的理论和实践基础。
重金属铜镉胁迫下植物响应的研究进展

重金属铜镉胁迫下植物响应的研究进展重金属污染是当今世界面临的严重环境问题之一。
铜和镉是常见的重金属污染物质,它们对植物生长和发育产生了严重的负面影响。
在受到铜镉胁迫时,植物会产生一系列的生理和生化变化,以对抗这种胁迫。
近年来,针对植物在重金属铜镉胁迫下的响应机制进行了深入的研究,揭示了一些重要的进展和发现。
本文将对相关研究进行综述,以探讨植物在重金属铜镉胁迫下的响应机制及其相关研究进展。
1.植物受重金属铜镉胁迫的响应机制铜镉胁迫会导致植物体内的氧化应激反应增强,进而导致氧化损伤和细胞膜的脂质过氧化。
铜镉胁迫还会导致植物体内铜和镉含量的增加,进入到植物的生长组织中,对生物膜和蛋白质产生损伤。
植物为了对抗重金属铜镉胁迫,会产生一系列的生化和生理变化,包括抗氧化酶系统的激活、非酶抗氧化物质的积累、活性氧的清除、金属离子的螯合和分配等。
这些反应的产生通过一系列的信号转导通路进行调控,以维持细胞内环境的稳态,从而适应铜镉胁迫的环境。
针对重金属铜镉胁迫对植物生理生化特性的影响进行了深入的研究。
研究发现,铜镉胁迫会导致植物根系和地上部的生长受到抑制,叶绿素含量和光合作用受到影响,导致叶片的黄化和光合速率的下降。
铜镉胁迫还会导致植物体内的抗氧化酶活性的增加,包括超氧化物歧化酶、过氧化物酶、还原型谷胱甘肽等,以应对活性氧的增加。
植物还会产生非酶抗氧化物质,包括谷胱甘肽、类胡萝卜素、维生素C等,以清除自由基,减轻铜镉胁迫对生物体的损伤。
随着分子生物学和基因工程技术的发展,研究人员不断地深入探讨植物在铜镉胁迫下的分子机制。
已经发现了一系列参与植物响应铜镉胁迫的基因和蛋白质。
这些基因和蛋白质可以被分为参与铜镉胁迫感知和信号转导的、参与金属通道的、以及参与金属离子螯合和排出的。
质膜和胞质螯合蛋白质在感知金属胁迫和调控金属转运中起着关键作用,其中一些金属螯合蛋白质家族成员表明与铜镉胁迫的耐受性相关联。
一些逆境胁迫响应基因也对植物在铜镉胁迫下的响应起着重要作用,如乙烯合成相关基因、WRKY转录因子家族。
重金属铜镉胁迫下植物响应的研究进展

重金属铜镉胁迫下植物响应的研究进展重金属对植物生长发育的影响一直是植物生态学领域的热点问题之一。
重金属污染已成为全球范围内的环境问题,严重威胁着生物多样性和生态系统稳定性。
铜和镉是常见的重金属污染物,它们在土壤中积累会对植物的生长和发育产生严重影响。
研究在重金属铜镉胁迫下植物的生理和分子响应机制对于揭示植物适应重金属胁迫的机制、筛选和育种重金属胁迫耐受植物品种具有重要意义。
本文将就重金属铜镉胁迫下植物响应的研究进展进行综述,以期为相关研究提供参考和启发。
一、重金属铜镉对植物的胁迫作用铜和镉是土壤中常见的重金属元素,它们可以通过化肥、农药、工业废水等途径进入土壤。
当铜和镉在土壤中积累到一定浓度时,就会对植物的生长和发育产生胁迫作用。
铜和镉可以影响植物的根系生长、叶片生长、叶绿素含量、光合作用等生理生化过程,进而影响植物的生长发育和产量。
铜和镉还可以诱导植物产生氧化应激,导致细胞膜的脂质过氧化,细胞色素的氧化破坏,以及蛋白质的氧化失活,最终导致细胞和组织的坏死和死亡。
在重金属铜镉胁迫下,植物会产生一系列的生理响应以应对外界的压力。
植物会通过调节根系的生长和形态来适应铜镉胁迫环境。
在铜镉胁迫下,植物的根系会减少主根长度,增加细根数量和长度,以增大吸收面积和提高物质吸收效率。
植物会通过调节叶片的生长和形态来减缓铜镉胁迫对叶片的伤害。
铜镉胁迫会导致植物叶片的叶绿素含量减少,光合作用减弱,以及气孔关闭和光合产物的积累,从而减缓光合作用和光合产物的合成速率。
植物还会调节细胞的生理代谢过程以应对铜镉胁迫。
铜镉胁迫会诱导植物细胞产生氧化应激,从而激活抗氧化酶系统,如过氧化物酶、超氧化物歧化酶等,以清除体内的氧化物质,保护细胞膜、叶绿体和蛋白质的完整性和功能。
近年来,随着生物学技术的快速发展,人们对重金属铜镉胁迫下植物响应的研究取得了显著进展。
在模拟实验条件下,人们通过测定植物的生理生化指标和分子生物学手段,揭示了植物在重金属铜镉胁迫下的生理和分子响应机制。
重金属胁迫下土壤微生物和微生物过程研究进展及存在问题
重金属胁迫下土壤微生物和微生物过程研究进展及存在问题1.1引言众所周知,大剂量的重金属对作物和土壤微生物具有毒害作用。
在过去的近一个世纪中,人们较注重重金属对作物生长和粮食生产的影响,一是为了防止土壤中的重金属通过食物链进入人体而危及人类的健康,二是由于第三世界国家的粮食和人口矛盾的突出使科学家更关心粮食生产及其产量。
在二十世纪的后二十年中,随着国际社会对生态环境保护呼声的日益增长,对各种污染物(有机和无机污染物)的农田土壤承载标准都进行了研究,并将一些污染物的排放标准写入法律条文,但是这些指标或标准大多是以植物(作物)正常生长和作物可食部分的污染物含量或残留量为前提的,没有研究、评价和探讨土壤中对这些污染物更为敏感的土壤微生物及其参与的生物化学过程受到的影响和作用。
众多的研究表明,土壤微生物对各种污染物的胁迫响应较植物(作物)更为灵敏,如在现行的欧共体重金属农田土壤负荷标准之下土壤微生物和微生物的过程早已受到明显的抑制。
1.2研究的历史进程自首次报道重金属影响土壤氮素循环的现象(氨化作用和硝化作用)以来,对重金属胁迫下土壤微生物及其参与的过程的研究已有近90年的历史。
从1948年Lees较为系统地研究了重金属(Cu、Zn)对土壤硝化作用的抑制成为了土壤科学、环境科学和生物科学交叉的研究热点。
对土壤微生物和微生物过程的重金属胁迫的研究始于上世纪60-70年代,研究内容以矿区和金属冶炼厂为中心的点源污染以及与含重金属污水污泥农用相关的重金属对土壤微生物和微生物过程的影响。
这是由于人们逐渐认识到重金属对人类生存环境和健康的影响。
在欧洲,一些国家对矿区、冶炼厂提出了环境治理的要求,同时矿区和冶炼厂对所排污水和废弃物进行处理后产生的含重金属污水污泥急需安置和处理。
由于污水污泥含有一定的有机物和植物所需的营养元素,从而兴起含重金属污水污泥农用的研究。
但是,该时期的研究以植物的重金属胁迫为主。
七十年代,欧洲一些国家根据植物的重金属毒性反应提出土壤重金属负荷指标,并立法控制含重金属污水污泥的使用,以阻止重金属通过食物链危害人体健康。
植物对重金属胁迫的生态响应机制研究
植物对重金属胁迫的生态响应机制研究随着人类活动的不断增多,环境污染问题日益严重。
其中,重金属污染是一个重要的环境问题。
重金属对人类的健康和生态系统的稳定性都造成了严重的威胁。
植物作为自然界最重要的生物体,对重金属的胁迫也是非常敏感的。
本文将从植物对重金属的响应机制以及生态效应两方面进行介绍。
植物对重金属胁迫的响应机制植物在重金属胁迫下的生理和生化响应是多样的。
这些响应主要包括以下几个方面。
1. 生物累积和排放植物对重金属的生物累积和排放是其应对重金属胁迫的首要反应。
一些植物具有生物富集重金属的性质,这是植物能够在重金属污染地区生长的原因之一。
同时,还有一些植物通过根系排泄重金属来降低重金属的毒性。
2. 调节生长与分化植物在重金属污染区域的根系会出现生长受抑制现象,同时也会对叶片的生长和形态造成影响。
一些研究表明,通常情况下,重金属胁迫会导致植物叶片的面积减小、叶面积比例增大。
此外,植物因为需要适应环境变化,其在重金属胁迫下会对生理和生化过程进行调整。
例如,处理重金属后,植物可能会增加铁、锰和锌等元素的含量,以增强自己的抗氧化能力。
3. 活性氧和抗氧化能力重金属胁迫会促使植物产生大量的活性氧,这种物质具有毒害性。
植物必须采取相应的措施来对抗活性氧的毒害,以保持正常的生理活动。
因此,植物一方面会提高其抗氧化能力,另一方面会降低其代谢水平,以减少氧气的使用。
生态效应植物对重金属的响应机制不仅会对植物自身带来影响,同时也会对环境产生一定的生态效应。
1. 土壤植物生长过程中会吸收土壤中的营养元素,并且排放一些有机物和营养素。
由于重金属的富集,土壤中的酸碱度、氧化还原能力和微生物群落等都将发生变化。
如果情况严重,就会导致土壤的质量下降,从而影响农作物产量和环境生态的稳定性。
2. 植被的生长和种族变化重金属的污染会直接影响植被的生长和分布。
植物的适应机制会导致土壤的结构和营养含量发生变化,从而导致植被的生长和类型上发生变化。
重金属镉(Cd)污染土壤的植物—微生物联合修复研究进展
[3] M. H. Saier Jr. & J. T. Trevors. Phytoremediation. Water Air Soil Pollut (2010) 205 (Suppl 1):S61–S63. [4]杨卓,王占利等. 微生物对植物修复重金属污染土壤的促进效
快速、但 花费大、 二次污染、 影响土壤 特性
目前的研究手段:物理移除 、 化学或物理手段提取
土壤微生物 辅助修复
Phytoremediation 植物修复
(2)植物修复
单一微生物修复重金属污染土壤时,在缺乏植物的 情况下,这个过程通常是缓慢且低效的,部分原因是由 于土壤中降解微生物数量相对较少(Brookes and McGrath, 1984)。
请提出批评、指正
第二篇 New approaches concerning the utilization of natural amendments in cadmium phytoremediation ( Alina Stingua, Irina Volfa.) 镉污染植物修复中有关自然修复的新途径 ( Alina Stingua, Irina Volfa.)
果[J]. 应用生态学报. 2009,8
2、阅读文献的重点信息摘要
第一篇
Using soil bacteria to facilitate phytoremediation ( Bernard R.Glick )
使用土壤微生物来促进植物修复 ( Bernard R.Glick )
植物铝胁迫响应机制的研究进展
植物铝胁迫响应机制的研究进展摘要:本文对植物铝胁迫响应机制的最新研究进展进行了综述。
铝是土壤中具有毒性的重金属离子之一,胁迫可以抑制植物生长和影响植物的生理和生化特性。
为了抵抗铝胁迫,植物通过诱导和/或激活一系列基因来展示出行为上的变化,集中在细胞壁的生物化学修饰、水-盐生理、抗性和保护剂释放等方面以抵御铝的毒性效应。
本文概述了植物对铝胁迫的发现,植物铝胁迫响应机制的研究进展以及植物调控铝胁迫响应的前景。
关键词:植物、铝胁迫、研究进展正文:目前,铝 (Al) 已被证实是土壤中最有毒的重金属离子之一,对植物的生长和光合作用发挥重要的抑制作用。
为了适应铝胁迫,植物不仅要建立一系列的抗体和保护剂,还要依靠敏感和有效的分子响应机制来调节这种不利影响。
因此,研究铝胁迫响应机制和该反应机制上的植物调节机制,对于了解植物如何应对铝胁迫具有重要意义。
近年来,研究者们开始着手分析植物对铝胁迫的响应机理,以及影响植物对铝胁迫反应的环境因素和分子信号转导的机制。
近十年的研究发现,植物处于铝胁迫下,会诱发和/或激活一系列基因,从而引起生理、生物化学和分子水平的改变。
这些基因的编码对象主要包括细胞壁的生物化学修饰,水-盐生理作用和抗性,以及保护剂的释放。
同时,植物细胞中的内源性活性氧和植物激素(尤其是促进类植物激素)也参与其响应机制。
本文总结了植物铝胁迫响应机制的进展,以及植物调控铝胁迫响应的前景。
植物对铝胁迫的反应是一个复杂的过程,受到环境因素和基因调控的双重影响。
因此,详细探讨植物如何将环境信号转化为行为变化,以及植物如何提高的耐Al能力,都是未来研究的重要课题。
为了增强植物对铝胁迫的抗性,研究者们已经用蛋白质工程技术开发出一种新型的转录因子,可用于提高植物对铝胁迫的耐受性。
例如,CrtISO是一种由拟南芥中表达的转录因子,可以诱导有效地抵抗花生幼苗在高铝环境下的损伤。
此外,一种转录因子也可以同时调控多个抗铝相关基因,以提高植物对铝胁迫的抗性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
重金属胁迫下土壤微生物对植物促生机制的研究进展摘要土壤微生物不仅可以有效改善土壤环境,还可以提高植物修复重金属的效率,在土壤重金属污染治理中具有广泛的应用前景。
对重金属胁迫下土壤微生物对植物的促生机制和作用做了研究綜述。
关键词重金属污染;促生特性;促生菌(PGPR);丛枝菌根真菌(AMF)中图分类号S154.3 文献标识码A文章编号0517-6611(2019)17-0025-03Abstract Soil microorganisms can not only effectively improve the soil environment,but also improve the efficiency of phytoremediation of heavy metals,which has a broad application prospect in the treatment of soil heavy metal pollution. In this paper,the effects of soil microorganisms on plant growth under heavy metal stress were reviewed.Key words Heavy metals;Promoting properties;Growth promoting bacteria (PGPR);Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF)由于工业和农业的快速发展,土壤中重金属污染愈发严重,重金属因其隐蔽性、长期性、不可降解等特点成为环境治理的难点[1]。
植物修复是一种绿色、环保、可持续的原位修复方式,被大力提倡应用到土壤重金属的修复中,但超富集植物或高富集植物通常具有生物量小、生长周期长等缺点,很难在短期内达到预期的修复效果[2]。
微生物广泛存在于土壤生态系统中,在能量流动、营养循环和物质转化等过程有着不可替代的作用[3]。
其中一些具有重金属抗性的微生物(根际细菌和菌根真菌等),不仅可以促进植物营养吸收,还可以改变重金属的分布[4]。
土壤为细菌和真菌提供了生存环境,而细菌和真菌对有害物质又非常敏感[5]。
因此,将微生物应用到植物修复中不仅可以有效地提高修复土壤重金属污染的效率,还可以改善土壤环境。
细菌是土壤环境中数量最多的微生物,其中植物促生菌(PGPR)可以通过分泌吲哚乙酸(IAA)、1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶,产铁载体,溶磷等作用而促进植物生长[6]。
并且在干旱、高盐碱、重金属和有机污染等恶劣环境下也可以促进植物生长[7]。
曹阳等[8]从焦化厂区土壤中分离筛选的芽孢杆菌属、假单胞菌属和鞘氨醇菌属不仅具有分泌ACC的能力还具高效降解多环芳烃和芘功能。
张振等[9]筛选到1株能分泌IAA 、解磷并对荧蒽有降解作用的耐盐节杆菌(Arthrobacter pascens ZZ21)。
余贤美等[10]指出地衣芽孢杆菌CAS20 促进柿树幼苗的生长,并具有防柿树炭疽病的作用。
丛枝菌根真菌(AMF)不仅具有促进植物的水分吸收、养分获取和生长发育的作用,还具有增强植物对重金属的抗性以及降低植物对某些重金属吸收的作用[11-12]。
Guo等[13]研究添加Glomus mosseae 和Glomus versiforme到矿区土壤对玉米和大豆生长的影响,结果表明2种菌均可以促进植物对NPK的吸收和生物量的增加,降低植物根茎多种重金属(La、Ce、Pr、Nd等)浓度。
Hu等[14]采用的盆栽试验表明接种Glomus mosseae M47V (Gm)可以促进东南佛甲草和黑麦草生长,并降低东南佛甲草和黑麦草对Cd的吸收。
Zhang等[15]采用盆栽试验研究在Cd胁迫下,结果显示添加丛枝菌根真菌Rhizophagus intraradices(Ri)和Glomusversiforme(Gv)均促进对玉米生物量的增加,并通过改变玉米体内Cd的亚细胞分布和化学形态减轻Cd的植物毒性,降低玉米根和茎中Cd的含量。
1 微生物对植物的促生机制1.1 分泌IAA吲哚乙酸(IAA)是植物体内主要的一类生长素,具有分泌IAA活性的内生细菌可通过调节植物内源激素含量或提供外源激素,促进宿主植物的生长和发育[16]。
刘玉珍等[17]从巨菌草中筛选分离到1株假单胞菌属YA-6同时具备分泌IAA、溶磷、固氮和产铁载体等促生能力。
余水静等[18]从赣南脐橙根际土壤中分离获得Pantoea sp.菌具有较高的产IAA能力,产量可达到33.3 mg/L。
詹寿发等[19]从钾矿区筛选分离的泡盛曲霉(Aspergillus awamori MQ013)和黑曲霉(Aspergillus niger MQ039)具有溶磷、解钾和分泌IAA 能力,并显著促进玉米幼苗的生长。
1.2 产ACC脱氨酶乙烯可以加速植物的衰老与死亡,ACC脱氨酶能够分解乙烯合成前体ACC为a-丁酮酸和氨,从而有效缓解植物体内乙烯的积累,减轻逆境下乙烯对植物的伤害,促进植物的生长和产量的提高,并在促进植物抗盐碱、干旱及重金属胁迫等方面都有显著作用[20-21]。
丁琳琳等[22]从石油污染土壤中筛选分离出克雷伯氏菌(Klebsiella sp.)具有耐盐、溶磷产IAA 和ACC能力,促进高羊茅种子发芽率。
假单胞菌属细菌(Pseudomonas sp.)具有产铁载体、固氮、分泌IAA、水杨酸和ACC脱氨酶等能力,并促进丹参的生长。
荧光假单胞菌生物型Ⅳ(P.fluorescen biovar IV)XG32菌株具ACC脱酶活性,对辣椒疫霉(Phytophthora capsici)有拮抗作用[24]。
1.3 产铁载体铁是生物的必需元素。
铁以溶解度极低(10-17 mol/L)的氧化物形式存在,绝大多数细菌和真菌通过合成分泌与Fe3+有高螯合能力的小分子化合物来摄取环境中的铁元素,这类化合物就是铁载体[25]。
张孝龙等[26]从碱性湖泊和碱性尾矿中筛选分离到4株铁载体高产菌株分别为曲霉属(FEDT-866和FECH-998),青霉属(FECH595和FEDT-145),所产铁载体类型主要为异羟肟酸型和羧酸型。
赵翔等[27]筛选出1株Su高达90%高产铁载体荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens sp-f)。
田方等[28]研究表明,烟草疫霉拮抗菌(Pseudomonas mediterranea G-229-21T)产生高亲和力羧酸型铁载体,该铁载体在低铁和富铁条件下对烟草疫霉的抑制率在2.0%~92.3%。
1.4 溶磷能力土壤中大约95%~99%的磷是不溶性的,这些难溶态磷很难被植物直接吸收利用[29]。
溶磷微生物可这些不溶磷转化为可溶磷,不仅提高土壤中磷的利用率,促进植物营养吸收,而且可以改变重金属的形态,提高修复效率[30-31]。
曾齐等[32]从大豆根际分离筛选出4株高溶磷能力的菌株,分别为黄色蓝状菌(T alaromyces flavus Z2)、绳状篮状菌(Talaromyces funiculosus Z3)、黑曲霉(Aspergilus niger Z8)、嗜松蓝状菌(Talaromyces pinophilus T4)和糙刺蓝状菌(Talaromyces trachyspermus Y2)。
王勇等[33]从柑橘根际筛选出1株同时具备溶磷解钾能力的纺锤形赖氨酸芽孢杆菌(LW-3)。
刘虎等[34]筛选出1株阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae JP6)同时具备溶磷和产IAA能力。
2 土壤微生物对植物的作用2.1 耐重金属作用微生物能够抵御重金属胁迫,改变植物对重金属的吸收和转移,有助于超富集植物对重金属的吸收和去除,增强植物抗病能力,极大地提高了植物在逆境条件下的生存能[35]。
不同铀浓度的盆栽中接种木糖氧化无色杆菌,该菌种能使苜蓿干重分别提高17.9%~110.4%;对铀的富集率分别提高12.2%~180.6%,有效提高苜蓿富集铀的能力[36]。
赵树民等[37]从黑麦草(Lolium perenne L.)根際土壤中分离的巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)能够分泌IAA,促进磷的溶解,并提高黑麦草种子发芽率和抵抗镉胁迫,对Cd2+的最大耐受质量浓度为10 mg/L[37]。
韩娜等[38]指出淡紫拟青霉A10可以提高印度芥菜幼苗对外源Cs+的吸收。
2.2 促生作用微生物具有分泌IAA、ACC脱氨酶、溶磷、固氮、解钾和产铁载体等能力,可以促进植物对营养物质的吸收[39]。
固氮菌XD20均能促进不同品种甘蔗的生长,提高其生物量和叶绿素含量以及其他生理生化指标[40] 。
AM真菌摩西斗管囊霉、哈茨木霉(LTR-2)、巨大芽孢杆菌(B130-1)和根内根包囊霉及其组合组合均可促进烟草幼苗生长[41]。
砂生槐根瘤内生细菌R24能明显提高砂生槐种子的萌发率,具有良好促生能力[42]。
木霉T6与青霉K 能够显著增加幼苗根长、株高、鲜干重及叶绿素含量,协同促进小麦和白菜幼苗的生长[43]。
2.3 生物防治作用植物病原体能侵害植物,造成植物生长失调,甚至导致植物死亡,微生物可通过多种作用来抑制或减轻植物根际病原微生物生长及虫害的发生,间接促进植物的生长[44]。
王欢等[45]筛选到1株枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis 8-32)可抑制多种植物病原菌孢子萌发、芽管及菌丝生长。
李海云等[46]从蔬菜根际筛选出NCRP2菌株对小麦长蠕孢病菌Helminthosporium tritici-vulgaris、番茄早疫病菌Alternaria solani和黄瓜枯萎病菌Fusarium oxysporum等6种病菌均有抑制作用。
吡咯伯克霍尔德菌(Burkholderia pyrrocinia WY6-5)可分泌出一种挥发性抑菌物质——二甲基二硫,经研究表明该物质可高效抑制8种植物病原真菌的生长[47]。
芽孢杆菌对镰刀菌、紫青霉菌、白色念珠菌等植物病原菌都有拮抗作用[48]。
明檀香内生部分真菌具有较好的抗菌能力[49] 。
2.4 其他作用微生物对植物具有除了具有以上作用,还具有耐盐、耐碱、耐温度及耐旱性等其他抗逆性。
在干旱胁迫下接种蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus F06)可调节植物体内的激素含量,减少干旱胁迫下光合色素的分解或流失,提高光合速率,增强水稻在干旱环境中的适应能力[50]。
邓超等[51]研究表明产ACC的菌株对重瓣百合切花有保鲜、延缓衰老进程的作用。
植物根际促生菌Gnyt1菌株对温度和pH有良好的耐受性[52]。