摘要: 汞是一种具有高毒性和生物积累性的污染物，其不仅会破坏生态环境的平衡，对人体也有很大的危害。由于人类活动明显增加了汞的排放量，环境汞污染日益严重且在全球范围已普遍发生，修复治理迫在眉睫。由于传统的物理化学修复手段存在一定的不足，探寻... 展开 汞是一种具有高毒性和生物积累性的污染物，其不仅会破坏生态环境的平衡，对人体也有很大的危害。由于人类活动明显增加了汞的排放量，环境汞污染日益严重且在全球范围已普遍发生，修复治理迫在眉睫。由于传统的物理化学修复手段存在一定的不足，探寻低成本、生态友好型的汞污染治理技术已经成为亟待解决的问题。刺槐能快速生长的同时，具有多维抗逆性，其作为再造林可以改善污染矿区土壤物理化学性质，也能很好的积累、吸收土壤中的重金属，在矿区废弃地上的适应性很强。植物-微生物联合修复技术对污染土壤的修复效果优于单独植物修复或微生物修复，刺槐凭借其能与根瘤菌结合的优势，使得其在土壤重金属修复上有巨大的潜力。 本试验通过对刺槐和根瘤菌种类进行筛选，探究了汞胁迫下刺槐-根瘤菌共生对刺槐生长、光合参数、汞吸收、膜脂质化程度、以及抗氧化系统的影响。具体研究结果如下: (1)通过对11个种源的刺槐在0.3 mg·kg-1和30 mg·kg-1汞处理下地上部生物量和汞含量进行统计分析。研究表明不同种源刺槐地上部生物量和汞含量因基因型和代谢过程的不同存在显著差异。通过聚类分析，以地上部生物量和汞含量作为筛选指标，初步在中生物量类别中筛选出汞含量差异较大的两个种源，其中陕西种源刺槐为汞高积累刺槐(高汞胁迫下地上部生物量:0.34±0.05g，地上部汞浓度:126.94±10.11 ug·kg-1)，河南种源刺槐为汞低积累刺槐(高汞胁迫下地上部生物量:0.31±0.05 g,地上部汞浓度:68.31±11.93 ug·kg-1)。 (2)以OD600值作为筛选指标，通过对5种根瘤菌在不含汞和1 mg·kg-1汞胁迫下的生长情况进行分析。筛选出两个菌种，其中QD(M huakuii,采样地:山东，青岛)为汞耐受型根瘤菌(Tolerant type)，YH(M.amorphae,采样地:江苏，洋河)为汞敏感型根瘤菌(Sensitive type)。 (3)在0.3 mg·kg-1和3 mg·kg-1汞处理条件下对刺槐进行水培，陕西种源植株汞积累量较河南刺槐高，两种刺槐地下地上部在处理初期(D1和D2)汞吸收速率都相对较快，后期含量变化慢，相对饱和;0.3mg·kg-1汞胁迫下，陕西和河南刺槐在处理后期地下部汞含量都有所下降。 (4)汞胁迫能促进刺槐生物量的积累、提升刺槐叶片光合速率;河南刺槐叶绿素含量随着汞胁迫增加逐渐降低，陕西刺槐在低汞胁迫下叶绿素含量反而较高。两种刺槐接种根瘤菌后生物量积累、叶片叶绿素含量和光合速率都显著增加((P＜0.05)，耐受性根瘤菌提升作用更显著。整体来看，陕西种源刺槐的叶绿素含量以及光合能力高于河南刺槐，说明陕西种源刺槐在长期汞胁迫下，生长和光合情况较河南刺槐良好，具有更好的汞修复潜力。 (5)受到汞胁迫时，河南和陕西种源刺槐叶片MDA、H2O2含量增加，细胞遭到破坏，膜损伤加剧;陕西刺槐叶片抗氧化酶活性随着汞胁迫增加而上升，在0.3和3 mg kg-1汞胁迫下活性较高;河南刺槐则是在较低的汞胁迫(0和0.3mg·kg-1)下抗氧化酶活性和抗氧化物质含量较高;河南刺槐叶片ROS含量整体高于陕西刺槐，抗氧化物质整体较低。接种根瘤菌后，刺槐的抗氧化能力增强，具体表现在膜损伤减轻、抗氧化物质含量提高以及抗氧化酶活性增强。 本研究筛选出了高低汞积累刺槐和汞耐受型、敏感型根瘤菌。之后在汞胁迫下研究刺槐与根瘤菌接种后生理指标的变化，发现陕西种源刺槐对汞的耐受型相对较高，其维持细胞渗透平衡和抗氧化能力也相对较强;虽然接种根瘤菌能增强陕西刺槐对汞的耐受性，但其地上部汞积累量下降，尽管如此，仍显著高于河南刺槐。说明接种根瘤菌能增强刺槐汞耐受型，且陕西种源刺槐对汞污染土壤的适应性更强、能吸收富集更多汞，汞污染土壤修复潜力高，可作为很好的植物修复材料用于汞污染土壤的治理。 收起