北极星

搜索历史清空

  • 水处理
您的位置:环保环境修复土壤修复技术正文

干货|根际微生物群落多样性在重金属土壤修复中的研究

2017-02-20 11:20来源:华南师范大学学报作者:丁巧蓓 仇荣亮等关键词:土壤污染重金属污染土壤环境收藏点赞

投稿

我要投稿

有研究证实,不同类型微生物在植物根际的功能不同,主要体现在根际细菌是通过化学反应改变重金属的价态及存在形态( 络合态、脱烷基) ,从而降低重金属毒性,根际真菌主要是辅助宿主植物获取更多的矿质营养,促进寄主植物在重金属污染土壤中的生长,增加其生物量,根际古菌虽存在于重金属污染土壤但其主要功能并不明晰。

1.根际细菌

根际细菌数量繁多,在根际分布较广,且在根际的不同部位,细菌数量和类型分布也有差异。有研究表明 ,相比于非根际区 ,根际更适宜细菌的生长。

VIK 等通过统计植物根际和根内的操作分类单位( Operational Taxonomic Units,简称 OTUs) ,发现根际细菌多样性以及根际细菌的数量和种类都显著高于根内细菌。BULGARELLI 等发现拟南芥根际中数量最多是变形菌门细菌,且以链霉菌科和丛毛单胞菌科细菌为主导; LUNDBERG 等研究显示,拟南芥根际菌以放线菌门和变形菌门为主,其中变形菌门丰度最高,主要以 α、β、γ 3 种纲的细菌为主。

在受污染土壤中,根际细菌的数量和种类最多,且以放线菌门、厚壁菌门和变形菌门为主( 表 1) 。这 3种菌门的根际细菌耐重金属性强,在重金属污染土壤中大量存在。重金属胁迫条件对根际细菌的结构与功能具有重要的影响。

EISONBATY等研究发现当细菌暴露于有毒物质或环境时,外界氧化胁迫的压力是使细胞死亡的一种常见机制。虽然该机制会减少土壤中根际细菌的数量、种类,影响根际细菌群落结构,但具有特定耐性功能的根际细菌群落仍能在重金属胁迫环境条件下存活。MARGESIN 等在 Pb /Zn 污染土壤中发现有较多的可培养的、需氧的 Pb /Zn 耐性根际细菌。SOLIS-DOMINGUEZ 等研究发现丛枝菌根真菌 ( Arbuscular Mycorrhizal Fungi,简称 AMF) 影响根际细菌群落在重金属污染土壤中的修复作用,二者在植物根系进行相互选择性作用,表明根际细菌群落会受到其它类型微生物的影响。

在重金属污染土壤中,根际细菌对重金属的抗性及解毒能力是影响植物修复的关键性因素。根际细菌与重金属接触后可发生离子交换、配位、螯合、沉淀等作用,使重金属离子在细胞表面结合。同时,根际细菌还能通过其自身的细胞代谢活动来调节变价重金属元素的氧化还原反应,使重金属的价态及存在形态( 络合态、脱烷基) 发生改变,从而降低重金属毒性。

BAI 等发现枯草芽孢杆菌 Ba-cillus Subtilis DBM 能通过生物吸附、积累方式降低Pb 的生物有效性,通过使 Pb 沉淀的作用方式缓解Pb 的毒性作用。RAJKUMAR 等发现根际细菌Pseudomonas sp. PsA4 和 Bacillus sp. Ba32 能通过催化反应将高毒性的 Cr6 + 还原成低毒性的 Cr3 + ,从而减缓 Cr 对芥菜的重金属毒性。

此外,土壤中还存在一些氧化硫杆菌、氧化亚铁杆菌等能直接或间接地通过氧化、还原、络合、吸附或溶解作用去除重金属,缓解植物根际的重金属毒性效应。

可见,根际细菌在降低重金属对植物的毒害,增强植物对重金属的转化和吸收等方面起着重要作用。

根际细菌是植物修复重金属污染土壤的重要根际微生物,它能缓解重金属对植物根际的毒害效应。根际细菌群落的多样性能有效地表征植物修复重金属污染效果。

因此研究根际细菌分类情况、群落结构特征及群落的功能,有利于筛选和利用在植物修复重金属污染过程中起重要作用的根际细菌,强化植物修复重金属污染土壤技术。

2根际真菌

根际真菌是指分布在根际周围的真菌,分为腐生真菌和菌根真菌。在重金属污染土壤修复实践中应用较多的是菌根真菌,主要包括内生菌根真菌、外生菌根真菌以及内外生菌根真菌。

延伸阅读:

新知|纳米材料可修复酸性土壤重金属污染

原标题:根际微生物群落多样性在重金属土壤修复中的研究
投稿与新闻线索:电话:0335-3030550, 邮箱:huanbaowang#bjxmail.com(请将#改成@)

特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。

凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。

土壤污染查看更多>重金属污染查看更多>土壤环境查看更多>