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金属抗性细菌不仅可以影响土壤重金属的生物地球化学循环，而且能够改善植物的营养状况和增强其抗逆能力，促进植物在重金属胁迫环境下生长发育。因此，在重金属污染土壤的修复实践中，可通过接种重金属抗性细菌来强化植物修复进程。本研究首先从Zn/Cd超积累植物东南景天的根、茎和叶片组织中分离和纯化内生细菌，并从中筛选出能提高土壤的生物有效性的、具有促植物生长特征的Zn/Cd抗性菌株，进一步采用盆栽试验方法研究接种金属抗性菌株对种植在不同Zn污染土壤上东南景天的生长、吸收和积累Zn的作用、以及对土壤Zn有效性的影响，为今后重金属污染土壤的微生物一植物联合修复提供菌种资源和科学依据。本论文取得的主要研究结果如下：
(1)Zn/Cd超积累东南景天的根系、茎和叶片组织内定居着大量内生细菌。根据菌落形态，本研究共分离和纯化14株内生细菌，其中根系5株，叶片5株，茎4株。除了4株菌株为革兰氏阳性细菌外，其它菌株均为革兰氏阴性细菌。根据16S rDNA序列测定结果，所分离的内生细菌主要属于假单胞菌（Pseudomonas）、枯草杆菌（Bacillus）、寡养食单胞菌（Stenotrophomonas）、不动杆菌(Acinetobacter)。
(2)分离和纯化的14株菌株对Zn、Cd均具有较强的抗性作用，对锌的抗性水平为0.2～20 mmol L-1镉的抗性水平为0.2～5 mmol L-1。其中菌株Ⅳ8R3和II2Ll对锌的最大忍耐浓度为20 mmol L-1菌株IV8R3对镉的最大能忍耐浓度5 mmol L-l。研究还发现，根系和叶片组织中分离的内生菌对Zn、Cd的抗性水平一般高于茎组织中的内生菌。
(3)内生细菌IV8L1、Ⅳ8L2、Ⅱ8L4、Ⅳ8R2、Ⅳ8R3和II2R3均被检测出具有某些促植物生长特征，如产吲哚作用、溶解磷作用、产铁载体作用以及固氮作用。这6株内生细菌均有分泌吲哚乙酸和溶解难溶性磷酸钙的能力，菌株Ⅳ8L2、II8L4、Ⅳ8R2和Ⅳ8R3具有产铁载体的能力，菌株Ⅳ8L2还具有固氮能力。
(4)根据菌株在含有ZnO、ZnC03或Zn3(P04)2的SMS固体培养基上的生长情况，定性表明菌株Ⅳ8L1、Ⅳ8L2、II8L4、Ⅳ8R2和II2R3能够有效溶解难溶性的ZnC03和Zn3(P04)2化合物。在液体培养条件下，菌株Ⅳ8L1、Ⅳ8L2和Ⅳ8R2的生长使培养液中的离子态Zn浓度显著高于不接种对照，其培养液中离子态Zn的最高浓度分别为23.9mg L-1、42.4 mg L-1和20.7 mg L-1:而且，培养液的pH随着培养时间的延长而降低。这证明菌株Ⅳ8L1、Ⅳ8L2和Ⅳ8R2可以有效地溶解ZnC03化合物。菌株Ⅳ8L1、Ⅳ8L2、II8L4和Ⅳ8R2可以溶解Zn3(P04)2，培养液中离子态Zn浓度随着培养时间延长而显著增加，其培养液中离子态Zn的最高浓度分别为145.5 mg L-1、64.0 mg L-1、77.6 mg L-1和61.4 mg L-1。同时，菌株Ⅳ8L1、Ⅳ8L2、Ⅱ8L4和Ⅳ8R2的生长使培养液的pH值降低，与对照相比，培养液的pH值降低了2～3个单位。
(5)菌株Ⅳ8L2、II8L4和Ⅳ8R2生长48h后的培养物对大宝山土壤中锌的提取量显著高于无菌的去离子水和未接种的SMS培养液，其提取的Zn含量分别比去离子水高42.7％、29.2％和29.3％，比未接种的SMS培养液高23.1％、11.6％和11.6％。菌株Ⅳ8Ll、Ⅳ8L2、II8L4和Ⅳ8R2生长48 h后的培养物对模拟ZnC03和Zn3(P04)2污染土壤中锌均有较高的提取能力。菌株Ⅳ8L1、Ⅳ8L2、II8L4和Ⅳ8R2生长48h后的培养物对模拟ZnCOa污染土壤中锌的提取量分别比去离子水高78.9％、205.9％、141.1％和94.0％，比未接种的SMS培养液高36.9％、134.2％、89.3％和48.8％；菌株Ⅳ8Ll、Ⅳ8L2、II8L4和Ⅳ8R2生长48 h后的培养物对模拟Zn3(P04)2污染土壤中锌的提取量分别比去离子水高52.9％、228.6％、134.4％和77.2％，比未接种的SMS培养液高24.7％、168.0％、91.2％和44.5％。
(6)土壤培育试验结果发现，菌株Ⅳ8L1、Ⅳ8L2、II 8L4、Ⅳ8R2和Ⅳ8R3对强酸性的大宝山污染土壤中的Zn有一定的活化作用，随着培养时间的延长，土壤中氯化钙提取态Zn含量呈增加的趋势，培养28天后，其氯化钙提取态Zn含量均比对照土壤高。菌株Ⅳ8L2和Ⅳ8R2能活化模拟ZnC03污染土壤中的Zn，其氯化钙提取态Zn含量随着时间的延长呈逐渐上升的趋势，培育21天后，氯化钙提取态Zn含量分别比对照增加了50.8％和81.7％；然而，菌株Ⅳ8L1、II8L4、Ⅳ8R3和II2R3对模拟ZnC03污染土壤Zn没有明显的活化作用。菌株Ⅳ8L2和II8L4对模拟Zn3(PO4)2污染土壤的Zn也有明显的活化作用，其土壤中氯化钙提取态Zn含量随着培养时间的增加而增加，但其他4株菌株Ⅳ8Ll、Ⅳ8R2、Ⅳ8R3和II2R3对模拟Zn3(PO4)2污染土壤的Zn均没有明显的活化作用。
(7)选择对ZnCO3和Zn3(PO4)2溶解和活化作用较好的三株菌株Ⅳ8L2、II8L4和Ⅳ8R2进行盆栽试验，研究其对Zn/Cd超积累植物东南景天生长和吸收Zn的影响。结果发现，当生长在大宝山污染土壤和模拟ZnCO3污染土壤上，接种菌株Ⅳ8L2、II8L4和Ⅳ8R2显著促进了东南景天的生长，地上部干重比对照分别增加了33.8％、32.5％、72.5％和38.8％、36.8％、46.3％，根系的干重分别增加了93.8％、0、88.8％和268.0％、354.0％、524.0％。当生长在模拟Zn3(PO4)2污染土壤中时，菌株Ⅳ8L2、II8L4和Ⅳ8R2使东南景天地上部的生物量有所增加，但其根部生物量略有减少。在模拟ZnCO3污染土壤中，接种菌株Ⅳ8L2、II8L4和Ⅳ8R2后，土壤中氯化钙可提取态Zn含量显著增加，同时，东南景天的地上部Zn浓度分别增加了51.9％、19.7％和47.0％，根系Zn浓度分别增加了84.9％、63.8％和74.2％。在大宝山污染土壤中，接种菌株Ⅳ8L2、II8L4和Ⅳ8R2后，大宝山污染土壤中氯化钙可提取态Zn含量显著降低，但东南景天根系对锌的吸收反而增加了，其根系Zn含量分别比对照增加了81.9％、98.9％和62.8％。在模拟Zn3(PO4)2污染土壤中，接种Ⅳ8L2显著增加促进了东南景天对锌的吸收，其根系Zn浓度分别比对照增加43.5％，然而，接种IV8R2抑制东南景天对土壤锌的吸收和向地上部转运。