重金属污染下互花米草根际与内生菌的群构特征和细菌效应

本研究通过构建16SrDNA文库，分析在重金属胁迫下互花米草根际与内生细菌群构特征，并分离、鉴定根际与内生耐重金属菌株，研究其抗性机制，并在实验室条件下探讨受试菌株与互花米草根系富集和向上传递重金属性能的相互作用。研究内容主要包括：① 利用16SrDNA序列分析法，鉴定互花米草根际与内生细菌群构特征；② 电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定根际沉积物和互花米草各组织重金属分布；③ 分离和鉴定根际与内生耐重金属细菌，研究其抗重金属和促重金属生物修复机制；④ 通过盆栽根袋培养，测定互花米草富集重金属程度、迁移规律，分析受试菌株的根际和迁移效应。该研究结果将首次揭示泉州湾互花米草根际与内生菌菌群特征，并分离和鉴定具促植物修复能力的功能性菌株，阐明重金属胁迫下细菌效应，以期为日后原位植物修复泉州湾重金属滩涂提供参考。

土壤和水体重金属污染已严重危害人类生存环境与健康，迫切需要开发诸如植物修复等经济的清除环境重金属的技术。近年来报道，植物根际、内生细菌在促进植物生长和吸收，并增强耐重金属性方面发挥重要作用，从而促进植物修复重金属污染。本项目采集了泉州湾晋江河口中心岛域和洛江河口处互花米草植株及其相关的土壤样品，通过ICP-MS同步检测根际土壤与各组织内重金属分布情况，同时本项目首次利用454高通量测序技术解析了互花米草根际、内生菌群落结构。并利用可培养技术，对耐重金属根际和内生菌株进行分离和促生特性分析。研究结果显示，泉州湾地区湾内滩涂表面沉积物重金属含量偏高，其中Cr、Ni、Pb严重偏高；分离得到16株耐重金属细菌，其中13株可产IAA，5株可产ACC脱氨酶，1株可产铁载体和1株可促进磷元素溶解。高通量测序文库揭示了互花米草根际细菌主要以酸杆菌门、拟杆菌门和变形门为主，而根部内生菌分支为酸杆菌门、变形门和放线菌门为主，而且不同的采样点有所差异，这可能与重金属的污染状况相关。本项目研究了互花米草的根际和根内生菌群结构，分离出具有促生性能的耐重金菌株，初步阐明了高生长性能、外来入侵滩涂植物互花米草的细菌策略，并为进一步研究和通过植物修复治理滩涂和其它土壤重金属污染提供了思路。