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镉胁迫下复合菌剂对大豆的光合修复及其固定化效果的探究
1
作者
刘宏缘
岑锎
+7 位作者
刘怡琳
楼雪怡
张雅婷
吴嘉睿
谭驭宇
祝嘉丞
方芳
刘鹏
《作物学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期2538-2549,共12页
镉(cadmium,Cd)作为对大豆等粮食类作物毒害最大的重金属之一,不仅会抑制植物生长发育,还会损害其光合系统致使光合速率下降。目前对于镉修复技术的探讨多集中于施加植物激素、改变种植模式等方向,微生物与植物互作的研究仍有待探索。...
镉(cadmium,Cd)作为对大豆等粮食类作物毒害最大的重金属之一,不仅会抑制植物生长发育,还会损害其光合系统致使光合速率下降。目前对于镉修复技术的探讨多集中于施加植物激素、改变种植模式等方向,微生物与植物互作的研究仍有待探索。本研究为探究复合白腐真菌(White rot fungi)对镉污染的修复效果和固定化技术的实际应用价值,以4种白腐真菌和大豆作为供试材料,制备固态菌剂并对大豆设置土培处理,且模拟镉污染土壤的浓度为0、50、100 mg L^(-1),对应每个浓度分别进行3种处理(CK组-不做处理、EG1组-加入游离菌株、EG2组-加入固态菌剂),研究混菌发酵与固定化技术对菌株吸附效能的影响,同时探明镉毒害、固定化菌球以及大豆植株三者间的关联性。结果表明:(1)除黄孢原毛平革菌外,其余3种菌株兼容性良好。(2)当混菌菌株组别为凤尾:云芝等于1∶1时,处理浓度为50 mg L^(-1)的镉溶液时可达到87.33%的吸附率。(3)为延长混合菌株的使用时效,提高吸附效果,以海藻酸钠(SA)质量浓度为10 g L^(-1)、生物炭(BC)质量浓度为15 g L^(-1)、加菌量为2%制得的PVA固定化小球,在加入适量添加剂后96 h吸附率可达(95.12±1.68)%。(4)将固定化混菌菌剂施加入模拟镉污染土壤后,大豆的各项生长和光合指标受到的抑制作用均得到缓释,其中Fo的最大降幅为42.5%,Fv/Fm最大增幅为17.2%。(5)大豆的抗氧化系统在菌剂处理14 d时得到增强,CK组中SOD、POD、CAT 3种酶最高活性均得以提升,分别为27.34%、12.41%、13.58%;此外,Pro及MDA含量分别呈上升和下降趋势,共同表现出植物抗性的提高。综上,镉胁迫下植株的PSII光化学反应中心受到抑制,混合菌株固定化与单个或游离状态的菌株相比吸附效率更高,施加固态菌剂后可有效开启大豆的光保护机制,产生渗透调节物质,同时激活抗氧化系统,保证了大豆体内稳定的氧化还原环境以应对镉胁迫。
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关键词
白腐真菌
混菌发酵
固定化技术
镉污染土壤
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题名
镉胁迫下复合菌剂对大豆的光合修复及其固定化效果的探究
1
作者
刘宏缘
岑锎
刘怡琳
楼雪怡
张雅婷
吴嘉睿
谭驭宇
祝嘉丞
方芳
刘鹏
机构
浙江师范大学生命科学学院/植物学实验室
出处
《作物学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期2538-2549,共12页
基金
国家自然科学基金项目(32001224,41702181)
金华市科技计划公益项目(2022-4-049)资助。
文摘
镉(cadmium,Cd)作为对大豆等粮食类作物毒害最大的重金属之一,不仅会抑制植物生长发育,还会损害其光合系统致使光合速率下降。目前对于镉修复技术的探讨多集中于施加植物激素、改变种植模式等方向,微生物与植物互作的研究仍有待探索。本研究为探究复合白腐真菌(White rot fungi)对镉污染的修复效果和固定化技术的实际应用价值,以4种白腐真菌和大豆作为供试材料,制备固态菌剂并对大豆设置土培处理,且模拟镉污染土壤的浓度为0、50、100 mg L^(-1),对应每个浓度分别进行3种处理(CK组-不做处理、EG1组-加入游离菌株、EG2组-加入固态菌剂),研究混菌发酵与固定化技术对菌株吸附效能的影响,同时探明镉毒害、固定化菌球以及大豆植株三者间的关联性。结果表明:(1)除黄孢原毛平革菌外,其余3种菌株兼容性良好。(2)当混菌菌株组别为凤尾:云芝等于1∶1时,处理浓度为50 mg L^(-1)的镉溶液时可达到87.33%的吸附率。(3)为延长混合菌株的使用时效,提高吸附效果,以海藻酸钠(SA)质量浓度为10 g L^(-1)、生物炭(BC)质量浓度为15 g L^(-1)、加菌量为2%制得的PVA固定化小球,在加入适量添加剂后96 h吸附率可达(95.12±1.68)%。(4)将固定化混菌菌剂施加入模拟镉污染土壤后,大豆的各项生长和光合指标受到的抑制作用均得到缓释,其中Fo的最大降幅为42.5%,Fv/Fm最大增幅为17.2%。(5)大豆的抗氧化系统在菌剂处理14 d时得到增强,CK组中SOD、POD、CAT 3种酶最高活性均得以提升,分别为27.34%、12.41%、13.58%;此外,Pro及MDA含量分别呈上升和下降趋势,共同表现出植物抗性的提高。综上,镉胁迫下植株的PSII光化学反应中心受到抑制,混合菌株固定化与单个或游离状态的菌株相比吸附效率更高,施加固态菌剂后可有效开启大豆的光保护机制,产生渗透调节物质,同时激活抗氧化系统,保证了大豆体内稳定的氧化还原环境以应对镉胁迫。
关键词
白腐真菌
混菌发酵
固定化技术
镉污染土壤
Keywords
white rot fungi
mixed fermentation
immobilization technology
cadmium-contaminated soil
分类号
S565.1 [农业科学—作物学]
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作者
出处
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1
镉胁迫下复合菌剂对大豆的光合修复及其固定化效果的探究
刘宏缘
岑锎
刘怡琳
楼雪怡
张雅婷
吴嘉睿
谭驭宇
祝嘉丞
方芳
刘鹏
《作物学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
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