叢枝菌根真菌對(duì)水稻鎘脅迫響應(yīng)及其轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程的影響研究

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1、碩士學(xué)位論文叢枝菌根真菌對(duì)水稻鎘脅迫響應(yīng)及其轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程的影響研究THERESEARCHONRESPONSETOCADMIUMSTRESSANDTRANSPORTPROCESSOFRICEUNDERINFECTIONOFARBUSCULARMYCORRHIZALFUNGI劉雙洋哈爾濱工業(yè)大學(xué)2015年6月國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：X5學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書分類號(hào)：574密級(jí)：公開理學(xué)碩士學(xué)位論文叢枝菌根真菌對(duì)水稻鎘脅迫響應(yīng)及其轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程的影響研究碩士研究生：劉雙洋導(dǎo)師：王立副教授副導(dǎo)師：馬放教授申請(qǐng)學(xué)位：理學(xué)碩士學(xué)科：微生物學(xué)所在單位：市政環(huán)境工程學(xué)院答辯日期：2015年6月授予學(xué)位單位：哈爾

2、濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:X5U.D.C:574DissertationfortheMasterDegreeinScienceTHERESEARCHONRESPONSETOCADMIUMSTRESSANDTRANSPORTPROCESSOFRICEUNDERINFECTIONOFARBUSCULARMYCORRHIZALFUNGICandidate：ShuangyangLiuSupervisor：AssociateProf.LiWangViceSupervisor:Prof.FangMaAcademicDegreeAppliedfor：MasterofScienceS

3、peciality：MicrobiologyAffiliation：SchoolofMunici.&Envir.EngDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文摘要現(xiàn)如今“鎘大米”問(wèn)題在國(guó)內(nèi)外已引起廣泛關(guān)注，鎘污染由于其危害范圍廣、隱蔽性強(qiáng)，已成為威脅我國(guó)的糧食安全的主要元兇，不僅造成水稻生長(zhǎng)不良減產(chǎn)，同時(shí)嚴(yán)重影響稻米品質(zhì)引發(fā)食品安全問(wèn)題。目前，我國(guó)絕大多數(shù)鎘污染地區(qū)仍然在從事農(nóng)耕活動(dòng)，改變耕作方式不能從根本上解決重金屬向作物中的轉(zhuǎn)移。尋

4、找安全有效的原位修復(fù)方法，實(shí)現(xiàn)輕度污染土壤的安全持續(xù)利用是應(yīng)對(duì)當(dāng)前我國(guó)大面積土壤重金屬污染問(wèn)題的新思路。針對(duì)此現(xiàn)狀，本實(shí)驗(yàn)選取水稻為試驗(yàn)材料，以可與多種宿主形成良好共生關(guān)系的廣普優(yōu)良菌種——摩西球囊霉(GM)和根內(nèi)球囊霉(GI)作為侵染菌劑。根據(jù)全國(guó)典型重金屬污灌區(qū)鎘污染現(xiàn)狀設(shè)置七個(gè)土壤鎘污染條件，藉以定量分析不同鎘條件下，兩種叢枝菌根菌劑對(duì)水稻營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)、生理、生殖生長(zhǎng)及對(duì)水稻植株及籽實(shí)內(nèi)鎘含量的影響，從而尋找減少水稻籽實(shí)鎘含量的經(jīng)濟(jì)有效的途徑，為稻米安全生產(chǎn)提供切實(shí)可行的實(shí)用對(duì)策。結(jié)果表明：菌劑接種可以顯著提高水稻根系侵染率，且在不同鎘濃度脅迫下保持穩(wěn)定。水稻株高和根長(zhǎng)均隨鎘含量的

5、增加呈下降趨勢(shì)，且施加菌劑可緩解鎘對(duì)水稻產(chǎn)生的生長(zhǎng)抑制效應(yīng)。不同鎘處理?xiàng)l件下水稻地上干重順序?yàn)镚M＞GI＞CK，其中GM較CK相比增加幅度為10.76％—59.48％，因此摩西球囊霉對(duì)于水稻生物量的促進(jìn)更為明顯，且地下干重的增加趨勢(shì)情況與地上順序一致。在鎘含-1量為5mg·kg內(nèi)的低濃度鎘脅迫條件下，水稻根冠比降低程度較緩慢，因此菌劑在中低濃度的鎘條件下對(duì)水稻有較強(qiáng)的保護(hù)作用。水稻接種菌劑后能顯著提高光能利用率，易于對(duì)弱光進(jìn)行利用，促進(jìn)光合作-1用及體內(nèi)碳素積累。隨著Cd脅迫程度的增加Pn受到了明顯的抑制，20mg·kg-1較0mg·kgGM、GI、CK處理組的Pmax分別降低34.

6、62％、33.05％和47.23％。隨鎘處理濃度的增大水分利用效率呈先加速后緩慢下降的趨勢(shì)，2000μ-2-1mol·m·s光強(qiáng)下，GM、GI強(qiáng)化處理的WUE值較CK平均提高14.57％和10.42％。從脅迫生理指標(biāo)的變化可知，接種AMF后可強(qiáng)化水稻對(duì)鎘脅迫的耐性，從而保障鎘條件下水稻良好的生長(zhǎng)生理特性。鎘脅迫下水稻產(chǎn)量表現(xiàn)為降低趨勢(shì)，菌劑的加入對(duì)于緩解鎘脅迫造成的產(chǎn)量下降提供了有力保障。不同鎘污染條件下，菌劑侵染水稻的鎘吸收系數(shù)較高，但富集系數(shù)和轉(zhuǎn)運(yùn)系-1數(shù)均低于對(duì)照組。當(dāng)外源鎘施加量高于1mg·kg時(shí)，接種摩西球囊霉的水稻籽實(shí)鎘含量均低于對(duì)照，表明菌劑侵染可顯著增強(qiáng)水稻根系對(duì)鎘的

7、固定能力，而減-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文弱其向地上莖葉部分轉(zhuǎn)運(yùn)和積累的能力。非接種條件下，水稻可在鎘含量低于0.12-1mg·kg內(nèi)的土壤環(huán)境內(nèi)種植實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，接種摩西球囊霉后，保證水稻安全-1生產(chǎn)的土壤鎘含量閾值擴(kuò)增至0.21mg·kg。綜上可知，人工接種叢枝菌根真菌能顯著提高水稻根系的侵染率，增強(qiáng)水稻株高、根長(zhǎng)、生物量等生長(zhǎng)指標(biāo)；促進(jìn)水稻植株對(duì)光能的利用效率，提高產(chǎn)量；緩解鎘脅迫對(duì)水稻帶來(lái)的生理?yè)p傷，并在水稻體內(nèi)鎘元素吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中發(fā)揮重