1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
土壤铬污染己对农业生产和人类健康造成了严重的威胁。环境中的铬主要以cr6 和cr3 两种氧化形态存在[1]。虽然cr是人类和动物必需的营养元素,但对植物都具有严重的毒害作用,且cr6 的毒性是cr3 毒性的100倍。与镉、铅、铝等重金属相比,铬的电子化学结构更为复杂,在自然条件下极易通过氧化还原反应发生相互转化,这些特性使铬毒害和耐性研究相对迟缓。
植物修复是近些年发展起来的一种环境友好型且低成本的土壤修复技术,对于重金属污染土壤的修复来说,主要包括依赖于超富集植物和高生物量经济植物的植物提取技术,利用植物的吸收和沉淀作用来固定重金属的植物稳定技术,以及针对于可挥发性元素的植物挥发技术。尽管植物提取和植物稳定技术显示了良好的应用前景,但仍然存在许多局限性:例如重金属超富集植物一般具有植株矮小、生长缓慢、生物量低、生长周期长,并且经济效益低。
但对于重金属污染的植物修复技术来说,不论是污染农田的植物还是矿区土壤的植物,外生菌根真菌都显示出了良好的应用前景。在重金属污染条件下, emf真菌可以改善植物生长状况,减轻重金属对植物的毒害,影响植物对重金属的吸收和转运,加快土壤中重金属元素的植物提取或植物稳定,因而在重金属污染土壤的植物修复中受到越来越多的关注[2]。同时,外生菌根真菌资源丰富,生物学特性各异,生态适应性强,这为筛选优良菌种提供了可能。
2. 研究的基本内容和问题
1.研究目标
探究外生菌根真菌铬胁迫状态下菌株生长状况、菌液ph变化、外生菌根真菌生长过程中分泌有机酸的影响,以及有机酸分泌关键酶的活性和数量等。并根据耐铬基因表达差异寻找调控抗cr性状的关键基因及基因功能验证。
2.研究内容
3. 研究的方法与方案
1.研究方法及实验方案
1.1 筛选耐cr菌株。
本实验cr浓度梯度设计为:0mg/l,5 mg/l,20mg/l。每个浓度接种六种菌(la、lb、qsla、cg、pt、tq),每个处理设6个重复。分别制备上述3个cr处理浓度的固体培养基。在培养皿上接种6.5mm实验菌块,于培养箱中25℃暗培养。根据生长状况差异,对耐铬程度进行排序。筛选出pisolithus属cr耐性差异最大的两株菌。
4. 研究创新点
特色或创新之处
本实验着重探究外生菌根真菌耐铬的生理机制,其间除了考虑cr对emf自身的生长发育影响,还探究了emf有机酸分泌状况的变化,以及造成这种变化的生理机制。而过去的相关研究工作多倾向于验证emf对cr是否存在抗性,而没有具体深入研究其背后的机理。
其次,在技术研究上,本实验涉及微生物学、植物学、微生物生理学、植物生理学、分子生物学等学科知识,体现了交叉学科的研究特点。
5. 研究计划与进展
实验前期:
16年12月进行相关菌株的筛选与检验。
实验中期:
