汞胁迫下丛枝菌根真菌对水稻生长生理特性和吸收积累汞的影响

来源 :中国环境科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhanghaocong
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汞(Hg)是常温下唯一能以液体存在的重金属,具有毒性强,可远距离传输的特点,目前已被列为优先污染物。我国汞矿资源丰富,同时,汞矿开采也遗留下了严重的环境污染问题。水稻是重要的粮食作物,也是重要的汞富集作物,相较于总汞,甲基汞更容易富集在水稻的精米部位,因此,研究汞在水稻体内的迁移规律对抑制汞向水稻稻米迁移具有现实意义。针对上述问题设计了以水稻为宿主植物,添加摩西球囊霉(Glomus mosseae,BGC BJ05A)和幼套球囊霉(Glomus etunicatum,BGC XJ04B)的混合菌种为菌剂的汞污染模拟温室盆栽试验,通过接种和不接种组对比实验,以植物的生长和生理状况、汞在水稻各器官的吸收和转运,根际环境等方面为研究内容,明确丛枝菌根真菌对水稻生长状况的影响,并以此为基础,研究丛枝菌根真菌对水稻吸收和积累汞的影响。本研究的目的是研究土壤微生物,特别是具有一定代表性的丛枝菌根真菌对汞在水稻-土壤系统的迁移的影响,以期为丛枝菌根真菌降低稻米汞暴露风险研究提供理论基础。本研究的主要结果如下:(1)温室盆栽实验发现,在汞污染条件下,水稻已经和丛枝菌根真菌形成较为良好的共生体系,且菌根侵染率为15.54%~24.04%。(2)通过温室盆栽实验研究接种丛枝菌根真菌后,不同程度的汞胁迫对水稻生长和生理特性指标的影响,结果发现:丛枝菌根真菌接种后,水稻生物量和株高分别增加了14.37%~79.35%和4.98%~10.13%;水稻叶片叶绿素含量和光合速率分别增加了5.33%~18.27%和16.65%~50.40%;水稻叶片氮和磷的含量分别增加了10.83%~66.90%和2.38%~16.35%。接种丛枝菌根真菌后水稻MDA含量降低了8.22%~27.42%;水稻叶片SOD、CAT、POD和APX活性分别提高了3.99%~10.35%、5.44%~12.98%、5.90%~15.82%和2.84%~13.48%。这说明丛枝菌根真菌能减轻重金属对水稻生长的抑制和毒害作用,最终有利于水稻生长。(3)通过盆栽实验研究丛枝菌根真菌在不同汞胁迫程度下,对水稻汞的吸收和转运的影响。结果表明:接种丛枝菌根真菌后,水稻稻米中总汞和甲基汞的含量分别降低了8.80%~93.02%和42.93%~96.97%;水稻根、茎、叶向稻米转运甲基汞的转运系数分别降低了87.73%~94.24%、96.02%~98.32%和95.94~99.14%;水稻稻米中甲基汞占水稻总汞的比例分别降低了56.57%、35.63%和7.26%。说明,丛枝菌根真菌抑制水稻稻米吸收甲基汞,同时,丛枝菌根真菌抑制了甲基汞向稻米转移。(4)通过盆栽实验探究接种丛枝菌根真菌在不同程度的汞胁迫对稻田根际土壤理化性质的影响,结果表明:在汞胁迫条件下,接种丛枝菌根真菌后,水稻根际土壤p H增加了2.52%~4.80%,这说明丛枝菌根真菌能够通过改变根际理化环境来改变土壤中汞的有效性,从而抑制水稻对汞的吸收。
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