山西省煤矸石山区外生菌根真菌（ECMF）和深色有隔内生真菌（DSE）多样性及其重金属耐性研究

Coal industry and coal-based industry are well developed in Shanxi province, where coal resource is abundant. As solid waste of coal mining, gangue introduced many environmental problems, like raising dust, soil acidification, heavy metal (HM) pollution. The core of the environmental management at mining area is ecological restoration. Ectomycorrhizal fungi (ECMF) and dark septate endophytes (DSE), especially collected from mining area, have tremendous application potential in ecological restoration here. This project intends to investigate species diversity of ECMF and DSE in gangue dumps of Shanxi province, select strains which have high resistance to HM, or advantages in plant surviving at mining area, and evaluate fungal application potential in ecological restoration at mining area. We try to put fungi, plant and environment together to discuss the mechanism in HM tolerance of ECMF and DSE, and aim to provide valuable strains, theories and technologies for ecological restoration of mining areas in China.

山西省煤碳资源丰富，煤碳业和以煤碳为能源主导的工业十分发达。煤矸石作为煤碳开采加工过程中的固体废物，其带来的扬尘、土壤酸化、重金属污染等一系列生态环境问题亟待解决。煤矸石山区环境治理的基础和核心是生态恢复，分离自矿区的原生外生菌根真菌（ECMF）和深色有隔内生真菌（DSE），在矿区植被生态恢复中有着巨大的应用潜力。本项目拟针对煤矸石山区最主要危害之一重金属，对山西省煤矸石山区ECMF和DSE多样性进行调查，并初步建立山西省煤矸石山区ECMF和DSE种质资源库。筛选出重金属耐性优异和有利于植物在煤矸石基质生存的优势菌株，结合室内与野外试验对ECMF和DSE在煤矸石山区生态恢复中的潜力进行评价。将菌株、植物以及野外环境结合，探讨煤矸石山区ECMF和DSE重金属耐性机制，以期为我国煤矿区生态重建提供菌种、理论依据和技术支持。

山西省是国家能源重工业基地，以煤矸石为主的煤炭固废严重污染土壤，导致耕地质量下降、重金属富集。大量研究表明，菌根真菌在煤矸石山区的生态修复过程中有着巨大潜力。本项目通过野外和室内实验探究了利用外生菌根真菌（ectomycorrhizal fungi, ECMF）和（dark septate endophytes, DSE）进行微生物-植物联合修复的可能性。具体如下：.1.对5座典型煤矸石山土壤理化性质、植被分布、微生物群落等进行调查、测定。最终分离获得4株ECMF菌株：褐环乳牛肝菌（Suillus luteus）、黄粘盖牛肝菌（Suillus flavidus）、斑粘盖牛肝菌（Suillus variegatus）和粘铆钉菇（Gomphidius glutinosus）。在所有样地中，狗尾草和狗娃花均有分布。.2.优化分离获得的4株ECMF菌株培养条件，测定各菌株重金属耐性、重金属吸附能力。并从煤矸石中分离细菌研究分离细菌发酵煤矸石的效果，为煤矸石废弃物利用提供新思路。结果表明，相较于液体培养条件，4株ECMF在固体培养条件下均表现出更优的重金属耐性。在固体培养条件下，B受Cd2+浓度增加的影响最小，SF受Pb2+浓度增加的影响最小；在液体培养条件下，SL受Cd2+和Pb2+浓度增加的影响均为最小。此外，相较于活性菌丝，灭活菌丝能够吸附更多的重金属。.3.使用盆栽，接种4株ECMF至新疆杨，使用铅胁迫梯度处理，通过测定植株各生长指标，分析ECMF对新疆杨重金属耐性的影响。植物生长指标、电解质渗透率、相对含水量、光合指标、叶绿素荧光指标和各器官重金属积累等指标等结果表明，对于4株ECMF，在任意胁迫水平下，接种SL和SF植株生长均显著高于CK，而接种B和Go的植株与CK之间没有显著差异。.4.优化4株ECMF菌株菌袋培养培养基，为今后大量实际生产需要提供支持。同时选取1处典型煤矸石污染样地，将4株ECMF菌株分别接种至树龄20年以上的小叶杨（Populus simonii Carr）根际。定期采集土样，测定微生物群落和土壤理化性质变化，评估4株ECMF的生态效应。