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微生物强化植物修复土壤重金属污染技术不但能大幅度提高植物修复的效率、改善土壤生态环境，而且环境友好、成本低廉，对于这一技术的研究将具有重要的理论意义和现实意义。因此本文通过研究锌/镉超积累植物——东南景天根际土壤的微生物活性和多样性，探讨根际微生物是否参与植物吸收和超积累重金属的过程，这有助于在理论上明确东南景天超积累锌、镉的生理生态特征。进一步从东南景天的根际土壤中筛选能提高土壤Zn、Cd有效性和(或)促进植物生长的锌/镉抗性细菌。最后，利用传统和现代分子生物学方法对分离出的菌株进行生理生化和分子生物学的初步鉴定，为今后利用所分离的菌株在重金属污染土壤的植物修复中的应用提供菌种资源和理论依据。
本论文取得的主要研究成果如下：
(1)东南景天根际土壤中的有机质，全氮，全磷，CEC以及水溶态的Zn、Cd和Pb含量均显著大于非根际土壤，pH值则显著低于非根际土壤。根际土壤中微生物生物量碳、微生物生物量氮、基础呼吸以及微生物商均大于非根际土壤，但代谢商(qCO2)低于非根际土壤。东南景天根际土壤中微生物群落利用碳源的能力、微生物群落结构和功能多样性均大于非根际土壤，而且东南景天根际土壤中可培养细菌、真菌、和放线菌群落的数量均显著大于非根际土壤。
(2)从东南景天根际土壤中分离出了15株抗锌(20mM)菌株，其中菌株B1(11—2)，B6(6—5)，B16(11—3)和B22(7—2)在含Zn30mM和Cd3mM均能够生长，并且对Co、Pb、Cu和Ni等有一定的抗性。根据形态、生理生化特性以及分子生物学16SrRNA同源序列分析，菌株B1(11—2)，B6(6—5)，B16(11—3)和B22(7—2)四种菌株分别鉴定为Burkholderia thailandensis(泰国伯克霍尔德氏菌变形菌)，Achromobacter xylosoxidans(氧化木糖无色杆菌)，Burkholderia thailandensis(泰国伯克霍尔德氏菌变形菌)和Bacillus pumilus(短小芽孢杆菌)。可作为下述试验的试验材料。
(3) IAA和溶磷试验结果表明，锌/镉抗性菌株B1(11—2)，B6(6—5)，B16(11—3)和B22(7—2)均能产生植物生长素IAA和较明显的溶磷作用，尤其菌株B6(6—5)和B16(11—3)均达到了显著水平，产IAA最大浓度分别达到9.83和6.68mg．L-1，溶解无机磷的最大浓度分别达到0.535和0.571mg．L-1，这表明供试四种菌株均具备促植物生长的特性，属于植物促生长细菌(PGPB)。
(4)菌株B6(6—5)和B22(7—2)对固体培养基中的ZnO和ZnCO3的有溶解作用，菌落周围出现了明显的晕圈；且两株菌对培养液中的ZnO、ZnCO3、Zn3(PO4)2和CdO均有显著的溶解作用，培养液中Zn浓度比不加菌的对照相比显著增加。在液体培养条件下，菌株B16(11—3)对ZnO、ZnCO3和Zn3(PO4)2也有较强的溶解能力，与不加菌对照相比达显著水平，但菌株B1(11—2)对培养液中的ZnO、ZnCO3. Zn3(PO4)2和CdO的溶解作用与对照相比均未达到显著水平。
(5)菌株B1(11—2)，B6(6—5)，B16(11—3)的生长24 h后的培养液对模拟ZnCO3、ZnO和Zn3(PO4)2污染土壤中锌有很强的提取作用，其提取的Zn2+含量显著高于LB培养液和水(P<0.05)。菌株B6(6—5)和B22(7—2)的生长48 h后的培养液对模拟ZnCO3、ZnO和Zn3(PO4)2污染土壤中的锌均表现出较明显的提取作用，其与LB培养液和水之间的差异达到显著水平。菌株B1(11—2)，B6(6—5)和B22(7—2)的培养液对模拟CdO污染土壤中的镉有明显的提取作用，其生长24 h和48 h后的培养液提取的镉含量显著高于LB培养液和水(P<0.05)。而且，菌株B6(6—5)和B22(7—2)生长48 h后培养液提取土壤的锌、镉含量均高于其生长24 h后的培养液提取量。
(6)接种四种锌镉抗性菌株到人工模拟的ZnCO3、ZnO、ZnS、Zn3(PO4)2和CdO污染土壤中，在一定时期(接种的三个月内)均表现出了对土壤中Zn/Cd的活化作用。其中在模拟ZnCO3、Zn3(PO4)2和CdO土壤主要表现在乙酸铵提取态上；在模拟ZnO和ZnS土壤中主要表现在水提取态上。
综上所述，本研究从东南景天根际土壤中筛选出四株锌镉抗性菌株(Zn20mM和Cd3mM)，这四种菌株对金属锌镉及其他重金属都有较强的抗性，其对难溶性锌镉化合物有明显的溶解作用，四种菌株还能提高锌镉在土壤中的植物有效性以及具有促植物生长的特征，为进一步探索利用筛选的抗性菌株在重金属污染土壤的植物修复中的应用和今后开发重金属污染土壤的植物—微生物联合技术提供了理论依据和菌种资源。