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21世纪纳米技术和纳米材料已迅速成为全球关注的热点前沿领域,二者得到广泛应用的同时,其安全性与潜在的风险引起国内外广泛重视。人工纳米颗粒(Engineered nanoparticles,ENPs)作为应用最广泛的纳米材料,对植物和微生物均表现出一定的生物毒性。丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,AM)真菌是与植物根系关系最为密切的土壤微生物,能与陆地上80%以上的高等植物形成丛枝菌根共生体,并能改善宿主植物矿质营养,提高宿主植物抗逆性等。然而ENPs与丛枝菌根的关系及对植物生长和营养状况的影响尚不清楚。本研究拟以纳米ZnO、纳米Ag为目标材料,以大豆和苏丹草为供试植物,系统研究不同ENPs施加水平对AM真菌和植物生长及营养状况的影响及可能存在的机制,为ENPs的安全性评价提供一定依据。1.在温室沙培盆栽条件下,研究了施加不同水平纳米ZnO (0、500、1000、2000、3000mg/kg)和接种AM真菌Acaulospora mellea对大豆、苏丹草生长及营养状况的影响。结果表明,纳米ZnO在500-1000mg/kg施加水平时没有影响AM真菌对大豆和苏丹草根系的侵染能力,但是高施加水平(≥2000mg/kg)时对AM真菌具有一定毒性,抑制植株根系的菌根侵染。纳米ZnO在3000mg/kg显著抑制大豆和苏丹草植株生长,表现出植物毒性。接种AM真菌仅在500mg/kg纳米ZnO施加水平时显著促进大豆生长,而对苏丹草生长的显著促进作用则表现在1000mg/kg浓度。在施加1000mg/kg纳米ZnO时,接种AM真菌可以显著增加两种植物对P、K的吸收量。2.在温室沙培盆栽条件下,研究了施加不同水平纳米Ag(0、500、1000、2000mg/kg)和接种AM真菌Acaulospora mellea对大豆、苏丹草生长及营养状况的影响。结果表明,纳米Ag对AM真菌表现出微生物毒性,显著影响AM真菌对两种作物的侵染能力。施加纳米Ag500-2000mg/kg均对大豆和苏丹草生长有抑制作用,且对根系生长的抑制作用强于地上部分。接种AM真菌在高浓度2000mg/kg时,显著促进苏丹草对N、P、K的吸收,但对大豆作用不显著;500mg/kg时显著降低了两种作物根系Ag含量。3.在温室沙培盆栽条件下,研究了施加相同浓度(500mg/kg)不同形态Zn(纳米ZnO、微米ZnO、ZnSO4·7H2O)和接种AM真菌Acaulospora mellea对苏丹草生长及营养状况的影响。结果表明,500mg/kg浓度下不同形态的Zn对苏丹草菌根侵染率、干重均没有显著影响,说明此浓度下不同形态Zn对AM真菌和苏丹草均无毒性。施加浓度为500mg/kg时,纳米ZnO表现为促进N、P、K营养元素吸收,微米ZnO和ZnSO4对营养元素的吸收效应不一致,有时促进有时抑制,ZnSO4处理能显著提高植株Zn含量。施加不同形态Zn时,接菌处理能显著提高苏丹草地上部分和植株总干重,且施加微米ZnO时作用最显著。接菌极显著提高了根系Zn含量和吸收量(对照除外)。4.在温室沙培盆栽条件下,研究了施加相同浓度(500mg/kg)不同形态Ag(纳米Ag粉、微米Ag、AgNO3)和接种AM真菌Acaulospora mellea对大豆生长及营养状况的影响。结果表明,施加500mg/kg纳米Ag和AgNO3显著抑制菌根侵染和大豆生长,提高根冠比,减少对N、P、K、Fe营养元素的吸收量,但同浓度微米Ag则无影响。接菌能显著增加微米Ag处理下大豆植株P、地上部分K吸收量,显著降低AgNO3处理下大豆地上部分Ag吸收量。综上我们推测,纳米ZnO可能的致毒机制为持续向外释放Zn2+对植株产生毒害作用,并聚集在根系表面抑制根系对营养元素的吸收,进而影响植株和AM真菌的营养状况和生长。纳米Ag可能的主要致毒机制是小尺寸效应导致其直接进入细胞内,产生遮蔽效应。通过改善宿主植物的营养吸收,躲避重金属毒害作用可能是AM真菌发挥有益作用的重要机制。