耐重金属植物内生真菌对镉胁迫下水稻幼苗缓解作用的研究开题报告

全文总字数：5207字

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

随着工农业生产的快速发展和城市化进程的不断加快，我国土壤重金属污染日益严重。在农业生产方面，有些地区由于不慎的污水灌溉、不合理施肥、利用城市垃圾作肥料、固体废弃物垃圾的堆积、矿山的开采与冶炼等人类活动，导致重金属在当地农田中聚集^[1]。重金属进入土壤后，很难通过土壤自身的净化作用清除，只有小部分进入农作物随农作物的收获而迁移，其余大部分留在土壤中，对土壤环境造成破坏，使土壤失去肥力，被作物吸收富集的重金属，则通过食物链危及人类的健康与生命安全^[2]。据统计，从2009年起至2018年，我国发生的特大重大重金属污染事件几十余起，重金属污染已成为我国土壤质量下降的重要因素，对我国人民身体健康有严重威胁，已经成为亟待解决的农业生产问题之一^[1,3,4]。

修复土壤重金属污染，目前采用的方法有：物理修复法、化学修复法和生物修复法^[5]。与前两种修复方法相比，生物修复法具有处理费用低，不引起二次污染，效率高的优点，并且在修复土壤重金属污染的同时，还能重建土壤生态系统，恢复土壤活力。因此有着更大的发展前景和研究价值。

生物修复法中其中植物修复是最早开展研究并运用的技术。根据作用机理，植物修复可分为植物萃取(phytoextraction/phytoaccumulation)、植物降解(phytodegradation )、植物稳定( phytostabilization)、植物刺激( phytostimulation)、植物挥发(phytovolatilization )和根际过滤( rhziofiltration) ^[6]。其中植物萃取修复技术是利用重金属超积累植物（hyperaeeumulator）将重金属从土壤中转移到植物地上部分，从而实现重金属从土壤中的移除，因其理论上可治理彻底且无其它负面影响等优势而受重视。超积累植物具有对污染物积累速率较高并在植物体内富集量高的特点，相对于普通植物，在植物修复中利用超积累植物可以有效提高植物萃取的效率^[7]。

2. 研究的基本内容和问题

研究目标：本项目从矿区植物中分离到43株内生真菌，将这些内生真菌与水稻共培养，观察定殖情况及内生真菌对cd胁迫下水稻幼苗缓解作用，拟找到最佳的真菌与植物的组合和最佳的处理浓度以提高cd胁迫下水稻幼苗抗性。

3. 研究的方法与方案

具体实验方法如下：

1）：用0.5cm打孔器接菌饼于固体培养基pda（其成分有：马铃薯 200 g/l，葡萄糖 20 g/l ,agar 15 g/l ,ddh₂o 1l ,自然ph）上，使菌株生长七天后，拍照记录菌株生长情况。

2）：将菌块接种于不同浓度cd母液的kottke培养基（其成分有：葡萄糖 10g/l ; cacl₂2h₂o 0.05 g/l ; nacl 0.025 g/l ;kh₂po₄ 0.5 g/l ; (nh₄)₂hpo₄ 0.5 g/l ; mgso₄7h₂o 0.15 g/l ;fecl₃6h2o 0.01 g/l ; vb1 0.1 mg/l ; kcl 37.3 mg/l ; h₃bo₃ 15.5mg/l ; mno₄h₂o 8.5 mg/l ; znso₄7h₂o 5.8 mg/l ;cuso₄5h₂o 0.13 mg/l;(nh₄)₆mo₇o₂₄ 0.2 mg/l ;琼脂 15 g/l ），在25℃下摇床用150rpm暗培养10天，在此之后测定菌体干重，检测菌株对cd的耐性。

4. 研究创新点

一．使用矿区植物（主要为美洲商陆）进行筛选

由于植物积累重金属的能力会受生长状况的影响，因此对超积累植物的筛选多集中于矿区植物，即重金属污染相当严重的土壤上生长的植株。而美洲商陆是一种入侵植物，生活范围广，几乎全中国都有分布，多生于田边，荒地和村庄附近，并且抗逆性高、生长迅速和繁殖力强，对大多数环境都有很好的适应性，因此此超积累植物，相较于其他普通植物，可以更好的发挥其本身具有的超积累能力。所以最终此次研究的内生真菌的筛选主要对矿区植物的美洲商陆进行采集和提取。

5. 研究计划与进展

本实验研究预计将其内生真菌筛选出来，其进度安排如下：

2018.09—2018.12理论学习阶段，阅读相关文献，了解实验流程，并熟练掌握各种实验技术。

2018.12—2019.02筛选具有镉耐性以及铅耐性的菌株，对菌株进行分离纯化。