1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
课题意义，应用前景：
在如今的社会，随着人类生产活动的范围逐渐扩大，人为资源在生产活动中占的比重越来越大，环境污染成为越来越严重的问题。在农业领域中，土壤和水源等的重金属污染正在迅速增加。人为条件下在农业土壤中使用化肥和杀虫剂，与采矿有关的活动产生的污染，以及工业污水和废料的不正当排放和处置等，都为环境带来严重的重金属污染。同时，自然中矿物质解离、大气沉积等是自然条件下导致重金属污染的重要因素。土壤污染不仅破坏自然环境，也给作物产量造成不利影响，重金属破坏土壤地质，逐渐积累后对植物的生理和分子活动产生不利影响，从而直接或间接地影响植物的生长。因此，对重金属污染的土壤进行修复是刻不容缓的事情。
目前，生物修复技术对重金属污染环境的修复具有重要的理论研究意义和潜在的实际应用价值。植物与土壤微生物之间的相互作用在近些年来被广泛研究，产生物膜功能菌能通过与叶菜相互作用以阻控叶菜吸收铅、镉等，从而修复被污染的土壤环境。zhu等（2020）的研究表明，生物膜的形成能提高短小芽孢杆菌对于重金属离子胁迫的耐受性，有助于与田间植物互作而增强植物对于重金属土壤的耐受性。li ningjie 等（2015）证明了在重金属铅胁迫下，黄孢原毛平革菌分泌较高含量的草酸和硫醇化合物，产生细胞胞外聚合物，包裹细菌形成生物膜。grujic 等（2017）的研究表明混合菌种（黏红酵母和大肠杆菌）生物膜比单一菌种生物膜对于金属的耐受性强，对于重金属的去除效果好，混合菌种生物膜的金属去除率达到94.9%~99.8%。li等（2019）提出了具有特殊结构的根际生物膜的存在，认为这种生物膜很可能通过产生金属沉淀物来终止根际的铁硫循环，论述了根际生物膜能影响重金属的迁移。shah 等（2020）证明在铅污染胁迫下，在土壤中施用形成生物膜的耐铅菌，与不接种的对照相比，提高了油菜和三叶草的生长，产量等指标，与未接种菌株的植物相比，接种菌株的油菜和三叶草种子对于铅的吸收下降。
2. 研究的基本内容和问题
根际土壤的采集与分析
本实验所用的菌分离自于栖霞区牌楼的水稻根际土壤样品，并对土壤中所需微生物进行富集的预处理。
耐cd菌的分离
取水稻根0.1g于生理盐水中洗净后放入75%酒精中消毒30s后放于研钵中加入生理盐水900ul进行研磨后稀释成不同梯度涂于不同cd1，cd2，cd5的培养基上。分理出根系微生物中耐cd菌，划线培养于培养基上。牌楼水稻根际土取2g加入18ml生理盐水中，37摄氏度摇30min后混成不同梯度-2/-3/-4，每种梯度分别涂于cd5，cd10的培养基上，每个三个重复。分理出水稻根际土壤微生物中耐cd菌并划线培养于培养基上37℃培养后4℃保藏。
产膜功能菌的筛选
在划线培养的平板上进行初步筛选，获得可培养的耐cd细菌菌株。从平板上选择单个菌落，编号后在lb培养基上成功传代纯培养，并进行下一步的筛选。在成功纯培养的菌株中用magg培养基进行产膜功能菌的筛选。
3. 研究的方法与方案
可行性分析：
本研究项目所在的实验室主要为研究重金属抗逆作用，包括生理，生化和分子等层面。目前在水体污染中已有有关于通过利用产生物膜菌吸附污水中的重金属来治理污水，利用的是生物膜对于重金属的吸附等作用，而在植物对于重金属的抗逆作用中，微生物可能也有类似的作用。因此，采集污染区植物根际土壤来筛选产膜功能菌，水培法探究植物与其互作机制为可行的研究方案。
4. 研究创新点
实验创新点，特色：
近年来有关于微生物重金属的抗性作用集中于胞内的耐受性，氧化损伤防御和dna机制修复机制等方面，然而在菌群水平上，微生物群体产生的生物膜对于植物应对极端重金属胁迫的机制和作用尚不是很清楚，且目前对于水稻的的重金属抗逆作用研究较少。
产膜微生物群体会根据环境中的重金属胁迫对自身的生理代谢做出调整，从而影响膜的产生和与植物的互作，进而影响植物的生长发育。本实验以水稻为供试植物，探究了产膜微生物与水稻的互作影响水稻生长的机制，为植物的重金属抗逆作用提供了进一步研究依据。
5. 研究计划与进展
研究计划以及预期进展：
2019.9-2019.11：初步筛菌：筛菌指标包括耐cd，产生物膜功能菌
2019.11-2020.1：功能菌效果验证：设置不同的cd浓度下的水培实验，测定生理指标包括水稻苗的形态指标，水稻苗的cd含量和溶液的cd浓度
