富纳米硒沼泽红假单胞菌对连翘镉污染修复的研究

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为了研究富纳米硒沼泽红假单胞菌(SeNPs-enriched Rhodopseudomonas palustris,SR)修复连翘镉(Cadmium,Cd)污染的效果,本文通过土培盆栽实验,采用改良BCR四步法测定SR对土壤Cd形态的影响;采用火焰原子吸收法测定SR对土壤和连翘中Cd含量的影响;采用比色法和Illumina MiSeq高通量测序法检测SR对土壤酶活性和微生物种群组成的影响;采用分光光度法、TBA法和比色法测定Cd胁迫下连翘生理生化指标(叶绿素含量、过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性、丙二醛、谷胱甘肽含量)变化情况。本研究旨在探讨SR对连翘Cd污染修复作用,以期为解决连翘中Cd超标引起的食品药品安全问题提供实验依据。主要研究结果如下:1.SR对连翘茎叶和根部Cd积累具有显著性抑制作用,其中HSR组的抑制效果最好(P<0.05),相较于Cd组分别下降了59.56%和47.88%;SR能有效降低连翘根际土壤的Cd含量,其中HSR组缓解效果显著(P<0.05),相较于Cd组下降了71.07%。SR对降低土壤中酸可溶态镉含量及提升土壤中残渣态镉含量具有显著性作用(P<0.05),其中MSR组的效果最好(P<0.05),相较于Cd组,酸可溶态镉含量下降了34.22%,残渣态镉含量增加了113.50%。2.SR能够提高根际土壤酶(S-CAT、S-UE、S-ALP)活性,其中,HSR组处理下,S-CAT和S-UE活性分别提升了56.13%和59.17%,MSR组处理下,S-ALP活性提高了41.75%。同时,能够提高连翘根际土壤微生物的丰富度,改善物种组成,促进根际微生物对土壤中有效态镉的吸收、转化和固定,以此降低土壤镉的生物可利用性。3.SR能显著缓解Cd胁迫对连翘株高、茎叶鲜重、根鲜重、叶绿素a和叶绿素b以及总叶绿素含量的抑制作用,其中MSR组的整体缓解效果最好,分别增加了104.80%、169.10%、81.87%、131.70%、46.88%和220.45%,其生长状态基本与对照组无差异。同时,SR能够通过提高连翘抗氧化酶水平,清除连翘体内活性氧自由基,缓解脂质过氧化损伤,以此缓解Cd对连翘生长的胁迫效应。其中,HSR组处理下,SOD和POD活性分别提高了60.10%和336.84%,LSR组处理下,GSH活性提高了296.04%,MSR组处理下,MDA活性提高了66.25%。综上所述,SR对连翘镉污染具有显著的修复作用且促进了连翘的生长,研究结果将为中药材重金属污染的修复有着重大潜力和应用前景。
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