复合污染下丛枝菌根真菌对苎麻吸收重金属的影响

利用室内盆栽试验研究Cu、Zn、As、Cd、Sb五种重金属复合胁迫下接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AM真菌)对苎麻侵染率、生物量、地上部磷含量、重金属浓度及转运系数、抗氧化酶系统的影响。研究结果表明:在复合重金属胁迫条件下,AM真菌能够与苎麻形成良好共生关系,显著促进苎麻地上部对磷的吸收,增加苎麻生物量,改变苎麻抗氧化酶系统,同时调节苎麻对重金属的吸收与分配。具体来说,AM真菌对苎麻的侵染率为33.7%。与非接种组相比,接种组苎麻地上部Zn和Cd含量分别增加了50.3%和100.0%,地下部Cu和Sb的含量分别增加了30.4%和114.3%,地上部和地下部As的含量分别降低了121.6%和416.4%。与非接种组相比,接种组苎麻中Zn、As和Cd的转运系数分别增加了58.6%、148.1%和49.8%,Sb的转运系数降低了64.1%。接种AM真菌促进苎麻地上部对磷的吸收,磷含量增加了50.4%。接种组苎麻地上部与地下部生物量也较非接种组分别增加了22.2%和24.0%。同时接种AM真菌提高了苎麻体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性,分别提高了17.47%、31.75%、6.75%。     

生物炭对褐土理化特性及真菌群落结构的影响

为了探讨生物炭施用对土壤理化及生物学特性的影响,在田间条件下研究了不同用量(0、10、20、40 t·hm~(-2))生物炭施用3a后植烟褐土真菌的群落结构特征,并分析了其与土壤环境因子的关系.结果表明,土壤添加生物炭3 a后显著提高了土壤pH、含水率、总有机碳(TOC)和总氮(TN)含量,而降低了土壤容重和溶解性有机碳(DOC)含量.Illumina Mi Seq测序结果表明,生物炭的添加对土壤真菌α多样性影响不大,但能显著改变真菌群落结构.物种注释结果表明,所有样本中真菌优势菌群均为子囊菌门(Ascomycota)、接合菌门(Zygomycota)和担子菌门(Basidiomycota),其相对丰度之和占所有可注释真菌丰度的90%以上.生物炭提高了子囊菌门和担子菌门的相对丰度,降低了接合菌门的相对丰度.在属水平上,生物炭增加了链格孢属(Alternaria)、锥盖伞属(Conocybe)和曲霉属(Aspergillus)真菌的相对丰度,降低了放射毛霉(Actinomucor)和赤霉菌(Gibberella)的相对丰度.冗余分析(RDA)及Mantel检验结果说明,土壤DOC、pH和含水率是影响褐土真菌群落结构的主要环境因子.综上,生物炭施用3 a后对土壤理化特性有显著的影响,这些环境因子的改变驱动了土壤真菌群落的生态演替.     

鄱阳湖入湖河口沉积物真菌群落结构

本次研究基于高通量测序技术分析了鄱阳湖入湖河口14处沉积物的真菌群落结构特征.测序得到的314条真菌OTU分属于9个门,25个纲,49个目,62个科,62个属和117个种.在OTU分类水平上,鄱阳湖主要支流入湖河口中除饶河、赣江南支和修水具有相近的真菌群落结构外,其它河口之间群落结构差异较大;真菌群落丰度、多样性与沉积物p H、有机碳、有机氮和C/N等环境因子没有显著相关性.在门分类水平上,丰度(序列数比例)最高的是子囊菌门(Ascomycota,49.4%),其次为壶菌门(Chytridiomycota,20.4%)和担子菌门(Basidiomycota,17.8%).与其它河口相比,赣江河口沉积物的水生环境真菌Chytridiomycota丰度显著较高,抚河河口沉积物的陆生环境真菌Basidiomycota丰度显著较高.有机碳是影响鄱阳湖入湖河口沉积物真菌群落门分类组成的主要环境因子,与Basidiomycota相对丰度正相关,与Chytridiomycota负相关,与Ascomycota相关性较弱.     

北京市大屯垃圾转运站渗滤液微生物群落分析

生活垃圾转运站是城市生活垃圾收运体系的重要组成部分,其微生物群落结构研究对转运站恶臭污染控制和渗滤液处理有重要意义。选择北京市大屯垃圾转运站,采用高通量测序技术对转运站垃圾压缩原液中细菌、真菌和古菌的群落结构进行分析。结果表明,细菌包括22个门,357个属,菌属Lactobacillus、Acetobacter、Paralactobacillus、Acinetobacter、Pseudomonas、Prevotella、Klebsiella、Bacteroides、Myroides在细菌群落中占比均>1%。真菌包含4个门,67个属,Candida为真菌中的优势属,其比例占真菌群落的96.7%。古菌有3个门,35个属,其中菌门Parvarchaeota占古菌群落的86.4%,其所包含的物种在纲、目、科、属分类水平上目前均尚未命名;古菌中产甲烷菌种类丰富,共有18个属。垃圾转运站渗滤液中微生物种类丰富,细菌群落的多样性最高,真菌、古菌次之。转运站中的微生物已形成了一个初步的降解体系。     

好氧-厌氧污泥耦合白腐真菌单元对焦化废水的处理

白腐真菌因能分泌胞外木质素降解酶降解难降解有机污染物,而在难降解有机废水处理中具有巨大应用潜力.其研究常采用白腐真菌直接处理废水,很少关注常规生物法耦合白腐真菌的处理方式.基于此,分别采用白腐真菌和好氧-厌氧污泥耦合Phanerochaete Chrysosporium处理焦化废水以考察后者的可行性.在好氧-厌氧污泥耦合P.chrysosporium的处理中,仅采用3 d的处理时间,好氧-厌氧污泥可将6097 mg·L~(-1)的COD和351 mg·L~(-1)的氨氮分别降至1634~1684 mg·L~(-1)和102~117 mg·L~(-1);进而固定化P.chrysosporium将COD和氨氮再次分别降至1322~1372 mg·L~(-1)和16~62 mg·L~(-1).最终COD和氨氮的去除率分别达77%~78%和82%~95%,这表明:好氧-厌氧污泥耦合P.chrysosporium处理焦化废水可在更短的处理周期完成比直接采用白腐真菌处理更好的处理效果,此思路合理可行.     

丛枝菌根真菌对不同含盐量湿地土壤中芦苇生长的影响

采用温室盆栽实验的方法,研究接种Claroideoglomus etunicatum(CE)、Rhizophagus intraradices(RI)、Funneliformis mosseae(FM)和Glomus versiforme(GV)对非盐渍化和盐渍化湿地土壤上芦苇(Phragmites australis)菌根侵染率、生物量、矿质营养吸收、C∶N∶P生态化学计量比和Na+、Cl-含量的影响,旨在为我国湿地生态系统的生态恢复和盐碱化修复提供理论依据和技术支持.结果表明,在2种湿地土壤上4种AM真菌的平均菌根侵染率为2.5%~38%,接种CE的侵染率显著高于其它接种处理;盐渍化湿地土壤上芦苇菌根侵染率与非盐渍化湿地土壤间无显著性差异,非盐渍化湿地土壤芦苇生物量、矿质营养元素的吸收显著高于盐渍化湿地土壤,而Na+和Cl-的含量显著低于盐渍化湿地土壤.对于非盐渍化湿地土壤,接种GV处理显著增加了芦苇地上部的干重,促进了芦苇地上部对N、P、K、Ca和Mg等5种营养元素的吸收,接种GV和RI则显著促进了芦苇根部对P和K的吸收;4种接种处理显著降低了芦苇地上部N∶P,接种FM和GV显著降低了根部C∶N和C∶P;4种接种处理也显著降低了芦苇地上部Cl-的含量,接种RI处理显著降低了芦苇地上部Na+的含量.对于盐渍化湿地土壤,4种接种处理对芦苇生物量、矿质营养吸收和Na+、Cl-的含量均没有显著性影响.结果也表明,AM真菌对于不同含盐量湿地土壤芦苇生长的影响表现出不同的菌根效应,在非盐渍化湿地土壤上对芦苇生长的有益作用明显好于盐渍化湿地土壤.应结合相应的技术措施进一步通过野外实地实验筛选接种效果好的AM真菌菌种,探讨菌根技术对不同含盐量湿地土壤上芦苇生长的实际作用.     

外生菌根真菌Xerocomus chrysenteron产漆酶能力及其对外加DDT和重金属的响应

为评价外生菌根真菌红绒盖牛肝菌(Xerocomus chrysenteron)在不同营养条件和污染条件下产漆酶的能力,采用改良的Kottke营养液培养法研究了不同碳氮比、DDT处理和重金属处理对X.chrysenteron漆酶活性的影响,探讨了不同处理对漆酶活性的影响机制。结果表明:(1)X.chrysenteron漆酶粗酶对底物ABTS的米氏常数Km值为0.038 mmol·L-1。在接种X.chrysenteron后,漆酶活性的峰值出现在菌丝生长的稳定期,静置培养63 d后漆酶活性可达118 U·L-1。在静置和振荡条件下,X.chrysenteron在改良的Kottke营养液中的最大产漆酶量均为157 U·L-1,振荡培养不能提高最大漆酶产量。高的碳氮比条件下(葡萄糖与(NH4)2HPO4质量浓度之比为20)可以获得较大的漆酶活性。(2)在培养的第54天,1 mg·L-1 DDT和5 mg·L-1DDT处理的培养基中的漆酶活性相比对照分别提高了0.5倍和1倍,显示出DDT对产漆酶的诱导作用。(3)低浓度(1 mmol·L-1)的不同重金属对X.chrysenteron漆酶活性有不同的影响,在培养的第54天,Cu和Cd能够将漆酶活性分别提高2.6倍和0.3倍,Mn对漆酶活性没有明显的影响,Zn降低了漆酶活性,Hg则完全抑制了漆酶活性。高浓度的Cu(5 mmol·L-1)对漆酶活性的提高不明显,而高浓度的Cd(5 mmol·L-1)则降低了漆酶活性。重金属对X.chrysenteron漆酶活性的影响机制可能包括通过对漆酶基因的诱导或抑制,以及对菌丝生物量的影响,进而对漆酶活性产生影响。研究表明,高的碳氮比、适当质量浓度的DDT处理及低浓度的Cu、Cd处理均能促进X.chrysenteron产漆酶,显示出其在POPs和重金属复合污染环境下对POPs的降解潜力。     

丛枝菌根真菌(AMF)对铯胁迫宿根高粱生长及根际土壤酶的影响

通过盆栽试验研究了接种透光球囊霉(Glomus diaphanum)、摩西球囊霉(Glomus mosseae)、地表球囊霉(Glomus versiforme)及幼套球囊霉(Glomus etunicatum)等4种丛枝菌根真菌(AMF)对铯污染下宿根高粱生长及根际土壤酶活性的影响.结果表明,与未接种对照相比,接种AMF处理均显著增加了宿根高粱的株高和根长,同时增强了过氧化氢酶、蔗糖酶活性及根系活力(P0.05),且以接种G.etunicatum增强效果最好,上述酶活性和根系活力分别相当于对照的1.11、2.25和4.04倍,而接种Glomus diaphanum最显著增强了酸性磷酸酶活性,使其提高了24.53 mg·g-1·d-1·FW(P0.05),宿根高粱对铯的耐性指数均高于对照,说明AMF在一定程度上能缓解铯污染胁迫对根际土壤酶的抑制作用,进而减轻核素铯对植物的毒害;接种AMF处理显著抑制了脲酶活性,表明脲酶可作为反应土壤核素铯污染的一个有效指标.同时也表明AMF有效地增强了宿根高粱对核素铯的耐性能力.     

AMF对铯胁迫下宿根高粱根系AsA-GSH循环的影响

通过盆栽试验研究了Glomus geosporum,G.mosseae,G.versiforme,G.etunicatum以及G.diaphanum等5种丛枝菌根真菌(AMF)对核素铯污染胁迫下宿根高粱根系抗坏血酸-谷胱甘肽(As A-GSH)循环的影响。结果表明,接种G.mosseae,G.versiforme和G.etunicatum处理显著增加了核素铯污染胁迫下宿根高粱根系还原性抗坏血酸(As A)和还原性谷胱甘肽(GSH)含量,同时,3种处理还显著提高了As A/DHA和GSH/GSSG比值;另外,5种菌根处理均提高了As A-GSH循环酶活性,其中抗坏血酸过氧化物酶(APX)、双脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和谷胱甘肽还原酶(GR)以G.mosseae处理效果最好,其活性分别相当于对照的4.74,3.63和2.34倍,而单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)活性以接种G.versiforme处理增加最大,与对照相比增加了2.39 U/g FW,说明AMF能促进铯污染下宿根高粱根系As A-GSH循环快速有效地运转,增强植物耐核素铯的能力。     

镉污染土壤的微生物修复稳定性的酸性淋溶研究

利用分离得到的对镉具有吸附功能的两株真菌菌株对镉污染土壤样品进行微生物修复治理,并通过酸性淋溶实验模拟自然界酸雨来评价治理效果是否稳定。考察不同p H值的酸性淋溶实验对微生物修复后土壤的p H和镉含量是否产生影响。结果发现,在近80 d的三种不同p H值的淋溶液的酸性淋溶实验中,经过微生物修复处理后的土壤样品,p H值和镉有效态含量都比较稳定,而空白对照组则出现了大量波动和瞬时峰值的现象。