矿区复合重金属污染杨树生态区细菌多样性及重金属耐受内生菌筛选

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:oi597986123
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
微生物多样性在维持地球土壤生态完整性中扮演着重要角色,也是评价土壤污染的重要指标。然而,针对矿山生态系统,特别是长期复合重金属污染矿区的细菌群落认识还不够透彻。本研究对矿区复合重金属污染土壤修复样地进行了采样调查,发现污染区Cd、Cu、Pb、Zn等4种重金属含量超过国标风险筛选值的2-200倍,并从中选取了具有Cd、Mn、Zn转运和富集能力的修复植物杨树及其内生菌、土壤和根际菌作为研究对象,对其相关的微生物群落变化特征,环境因子与微生物的相互关系,以及可培养内生菌进行了深入研究,发现了大量污染生境的核心物种,揭示了重金属污染生态系统中细菌结构的变化规律,为进一步解析植物、土壤等不同生境细菌群落的构成和变化,以及重金属污染修复效果评价提供了依据。主要研究内容和结果如下:一、发现了受重金属复合污染的尾矿库土壤和场地修复杨树内生细菌群落多样性结构特征。采集矿区污染和非污染区域的土壤、杨树根进行16S rDNA高通量测序,OTU聚类分析共比对到了32个门的1246个物种,48个核心物种。多样性指数评估发现细菌群落多样性呈现根际>裸土>植物内生菌,非污染区>污染区的规律。主成分分析群落分布受生境差异的影响显著,污染环境提高了群落组成的差异,而植物内部生境弱化了组成差异,植物内生菌群落分布相似度较大,污染植物内生菌与非污染对照群落分布差异不明显,多样性也最低。二、揭示了环境因子与菌群的相互作用。重金属是影响污染区细菌群落多样性的关键因素。β多样性分析显示污染土样与非污染对照的群落分布差异明显,没有植物干扰的污染裸土与其他生境土样差异最大;冗余分析也证明了重金属对污染群落分布的影响显著且远大于土壤理化性质等其他环境因子造成的影响;环境因子相关性分析发现重金属成为污染耐受菌群的偏好生存环境,这些菌群呈现出与重金属的显著正相关;进一步的基因功能预测发现污染样本中与重金属离子输送、重金属抗性和修复相关的代谢途径有关的序列较对照更为丰富。植物根际效应、土壤理化性质也是重要的环境因子,冗余分析显示pH、总钾、有效氮、有机质、有效钾和总有机碳对非污染细菌群落影响大于重金属;环境因子与菌种相关性热图发现这些土壤化学性质因子成为污染敏感菌群的选择偏好。三、分离并筛选出了一批杨树内生菌,并初步探讨了其重金属耐受机制。从杨树根、茎样本分离得到461个菌落,对其中80个单菌落进行了重金属耐受性初步筛选,获得了一批对Pb、Zn、Cd具有耐受能力的可培养菌株。对其中2株重金属耐受优势菌进行了生理生化实验、菌种鉴定和耐受性能检测,命名为Burkholderia sp.YG-3和Enterobacter sp.YG-14。两菌的Cd、Zn和Pb耐受浓度分别达到了1300 mg L-1和1000 mg L-1,1500 mg L-1和600 mg L-1以及2000 mg L-1和2000 mg L-1;在高浓度重金属溶液中,YG-3和YG-14对Cd2+去除率分别达到62%和43%,Zn2+去除率达到81%和68%。为后续重金属耐受机理研究提供了生物材料和基础数据。本研究发现了受重金属复合污染的尾矿库土壤和场地修复杨树内生细菌群落多样性结构特征,揭示了环境因子与菌群的相互作用,并分离筛选出了一批杨树内生菌,并初步探讨了其重金属耐受机制,为后续评价矿区重金属污染修复效果提供了理论基础,为进一步开展微生物-植物协同修复研究及应用提供了材料和数据。
其他文献
近年来,随着云计算领域的快速发展,越来越多的数据被外包到云端存储,然而外包存储容易导致数据隐私泄露。以图像外包为例,为了保护内容安全,图像往往被加密后上传到云端。而为了便于认证这些密文图像,云端管理员一般选择在密文图像中嵌入标记信息。当用户发出接受图像的请求时,管理员可以根据用户权限,发放给用户数据提取密钥或者图像解密密钥:对于拥有图像解密密钥的用户,他只能获取解密图像,而无法获取嵌入信息;对于拥
本文从理论上研究了 Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用对自旋波透镜聚焦的影响。首先设计了由两个磁性薄膜之间的半圆形界面构成的自旋波透镜,通过调节界面两边的各项异性
现代计算机主要以半导体为基础,利用电子的电荷编码二进制信息‘0’和‘1’,完全忽略了电子的自旋。如果能将半导体内电子的自旋利用起来,便可开启一个全新的领域——半导体
高通量测序技术是一种能同时对几十万到几百万条DNA分子进行序列测定的技术,因其在短时间内能够对数百万个全基因组配对端进行读取,且成本较低而被广泛采用。由于测序过程中D
“清香”是绿茶的典型香型,也是绿茶香气品质优异的关键感官评价特征。本研究以具有明显“清香”品质的绿茶为对象,采用搅拌棒萃取技术(Stir Bar Sorptive Extraction,SBSE)
根据2012年10月至2013年9月对海南陵水湾网箱养殖海域和天然饲料鱼类消耗调查以及渔业统计年鉴资料,以统计分析计算为基础,结合调查资料对陵水湾海域养殖种类、天然饲料鱼类
随着国家对智能电网的大力建设和电缆-架空线混合线路的普及,电力混合线路发生故障后准确、快速的排除线路故障,利用自适应重合闸解决瞬时性故障,最终达到尽快恢复供电的目的
网络的高速发展在给人们的生活和通信带来极大便利的同时,也产生了日益严重的安全问题。入侵检测技术是网络安全领域的一个重要研究方向。数据流的入侵检测过程实际上是对数据流的挖掘处理过程,在入侵检测中一般认为正常行为模式的数据量远远大于入侵行为模式的数据量,采用聚类的思想将数据流中正常行为模式的数据分配给类簇,而入侵行为模式的数据与该类簇的相似性很低。网络数据流的海量、高速等特点,对入侵检测的扩展性、准确
大股东行为是否以及如何影响公司的财务政策是一个经典的学术问题。已有研究从第一大股东持股比例、两权分离、产权性质以及股权集中度等角度出发,考察了大股东股权质押的经
本文主要对明刻杂剧选本进行一个归纳研究,从它的发展概况、戏曲观、个案研究三个方面展开论述,共分为三章:第一章对明刻杂剧选本的发展概况进行历时性梳理,以嘉靖为界,根据杂剧选本在体式上的“粗糙”和“精致”、文人是否参与其编选活动为其兴起和繁荣的分水岭。又以杂剧选本的传播价值和对元杂剧的经典塑造为依据,分析了明清戏曲作品对选本中的元杂剧的改编和发展。第二章主要阐述了杂剧选本中负载的编者、序者的序跋凡例所