CN105746320A

CN105746320A - 一种提高水生美人蕉对阿特拉津抗性的方法

Info

Publication number: CN105746320A
Application number: CN201610138804.7A
Authority: CN
Inventors: 马放; 董静; 王立; 张雪; 齐珊珊; 赵廷
Original assignee: HIT YIXING ACADEMY OF ENVIRONMENTAL PROTECTION
Current assignee: HIT YIXING ACADEMY OF ENVIRONMENTAL PROTECTION
Priority date: 2016-03-12
Filing date: 2016-03-12
Publication date: 2016-07-13

Abstract

一种提高水生美人蕉对阿特拉津抗性的方法，涉及到环境生态学中植物修复技术，可应用于人工湿地的植物。水生美人蕉是一种广泛应用于人工湿地中的植物，其具有优良的净化效能，并且具有观赏价值。阿特拉津的大量使用，对水生生态环境和人类饮用水源构成威胁。人工湿地是一种经济高效的原位修复技术。阿特拉津作为一种除草剂，能对植物造成损伤，从而影响植物修复效率。本发明应用菌根技术，提高了水生美人蕉对阿特拉津的抗性，该方法适用于人工湿地和滨岸缓冲带，并具有一定的景观效应。

Description

一种提高水生美人蕉对阿特拉津抗性的方法

技术领域

本发明属于环境生态学领域，涉及一种提高水生美人蕉对阿特拉津抗性的方法。

背景技术

美人蕉属（Canna）植物是一类应用广泛的观赏花卉，其叶大花艳，株型优美，园林应用价值极高。近年研究发现，美人蕉具有很高的生态应用价值，其对水中的氮磷去除效果良好，并且对空气中SO₂、S₂O₃、HCl、HF等有害气体抗性很高，净化空气效果良好。

作为国际上主要的除草剂之一，阿特拉津在国内的使用面积不断扩大。阿特拉津持效期长，且在世界范围内使用已有50多年的历史，由于阿特拉津适中的水溶性和较小的吸附系数，施用后主要通过地表径流、淋溶、湿沉降等途径进入地表水或向下沉积进入地下水，从而对水生生态环境和人类饮用水源构成威胁，形成对土壤、水体等自然媒介的污染，因而在环境中有着广泛的分布。近年来，阿特拉津在环境中的残留不断被检测到，从而引起学术界和公众对其环境污染和防治的广泛关注。因此，水体中阿特拉津污染对水生植物的影响日趋成为环境研究领域的一个重要研究课题。

菌根是自然界中普遍存在的高等植物与微生物共生的现象，也是唯一的植物与微生物共生现象。菌根在活化土壤中养分、增加植物对土壤中养分的吸收有着重要的作用。菌丝体的生成扩大了植物的根际范围，产生新的植物土壤界面，增加了植物根与土壤的接触面积，菌根还可以增加土壤微生物的活性。上述这些作用可以直接或间接改变土壤中有机污染物的降解、传输和植物吸收，进而有效地提高污染土壤的修复效率。另一方面菌根可以活化土壤养分、改善作物矿质营养，在提高土壤修复效率的同时恢复土壤质量。菌根对根系的发育和根系分泌的促进作用，以及植物根形貌的改变会在某种程度上增加土壤中有机污染物的生物有效性和植物吸收有机物的能力。因此，可以展望菌根技术将在有机污染物降解中有很大的应用前景，最终菌根修复有机污染物污染是一种非常有前景的生物修复技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高水生美人蕉对阿特拉津抗性的方法，其是一种采用丛枝菌根真菌使水生美人蕉菌根化，提高水生美人蕉在阿特拉津污染的水体中的抗性的方法。

为实现本发明目的，提供了以下技术方案：一种提高水生美人蕉对阿特拉津抗性的方法，其特征在于采用菌根技术，形成水生美人蕉与摩西球囊霉的菌根共生体。

包括以下步骤：（1）接种物准备：以含有丛枝菌根真菌孢子、菌丝体的菌剂为接种物，接种物为摩西球囊霉接种物，黑龙江大学生命科学学院所提供，保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏号为CGMCCNo.3012；

（2）基质：采用蛭石作为培养基质，并将蛭石灭菌处理，称重装入盆钵；

（3）宿主植物：水生黄花美人蕉，经去离子水清洗，在营养液中预培养一周；

（4）种植宿主植物：水生黄花美人蕉15cm株高的幼苗，在基质中用层接施加法介入接种物，按基质重的15%浇水，待水分渗透均匀后，播种宿主植物的幼苗，在人工温室中进行培养；

（5）经清水培养3天后，向培养的宿主植物添加含有不同浓度阿特拉津的营养液。

作为优选，蛭石经10Kgy辐照灭菌。

作为优选，所述营养液为霍格兰营养液。

作为优选，层接施加法是将接种物置于离培养基质表层1/3处，接种剂用量为每盆20g。

作为优选，所述在宿主植物在人工温室中进行培养，温度白天30℃/夜间20℃，光照时间14h/d，光照强度为250μmolm^-2S^-1。

本发明有益效果：本发明试验表明，菌根真菌可有效侵染到宿主植物根系中，接种菌根真菌显著提高了水生美人蕉在阿特拉津胁迫下的生物量和光合速率，表明接种菌根真菌能有效提高水生美人蕉对阿特拉津的抗性。

附图说明

图1不同阿特拉津浓度下美人蕉的生物量。

其中：CK-不接种；FM-接种；X轴上方表示地上部分生物量，X轴下方表示地下部分生物量；*表示p<0.05；**表示p<0.01

图2不同阿特拉津浓度下美人蕉的最大净光合速率。

其中：CK-不接种；FM-接种；*表示p<0.05；**表示p<0.01。

具体实施方式

结合具体实施例，对本发明做进一步详细说明。

实施例1：先将蛭石经10Kgy辐照灭菌，以除去蛭石中的真菌菌丝和真菌孢子。每盆装蛭石200g，在蛭石中用层接施加法介入接种物，按蛭石重的15%浇水，待水分渗透均匀后，播种水生黄花美人蕉15cm株高的幼苗3棵，装入盆钵。每两天向培养的宿主植物补充一次营养液。培养30天后，把未接种的和接种菌根的宿主植物分别放进含不同浓度阿特拉津的塑料盆中，进行水体中阿特拉津的去除实验，每桶放3盆植物，试验设计8个阿特拉津浓度处理，其浓度分别为0、0.1、0.5、1、3、5、10、15mg·L^-1；先用甲醇分别溶解所需的阿特拉津量，逐级将其加入营养液中，充分搅匀，定量5L加入塑料盆中。试验涉及两个处理：接种和不接种，分别加入不同浓度的阿特拉津，各个处理三个平行，实验时间为14天。水培试验在人工温室中进行，生长室内日间温度为30℃，夜间温度为20℃，光照时间14h/d，光照强度为250μmolm^-2S^-1。

接种剂为黑龙江大学生命科学学院提供的摩西球囊霉（Funnelliformismosseae），保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏号为CGMCCNo.3012。

结果表明，丛枝菌根真菌与宿主植物形成共生体系，培养一个月时，丛枝菌根的侵染率达到19.4±3.7%，丛枝菌根真菌侵染到美人蕉的根中，并形成了丛枝和泡囊结构。阿特拉津对植物的胁迫损伤随着阿特拉津浓度的增加而增加，在添加阿特拉津14天后，对照组（CK，未施加菌剂）在阿特拉津5mg·L^-1时植物基本枯萎死亡，而菌根组（FM，添加菌剂）在最大浓度15mg·L^-1时才有部分植物枯萎死亡。随着阿特拉津浓度的增加，对植物的胁迫也增加，植物的生物量越小，FM组添加阿特拉津14d时的相对生长量高于CK组（见图1），表明菌根可以缓解植物在逆境中所受的胁迫作用，从而起到保护植物的作用。同时，测定了不同浓度阿特拉津胁迫下的植物以及菌根-植物共生系统中的植物进行光合速率（见图2），施加菌剂可以显著的提高阿特拉津胁迫下植物的光合速率，随着阿特拉津浓度的增加，植物所受胁迫的增加，CK组的光合速率下降比较快，在阿特拉津10mg·L^-1时植物光合速率趋近于零；FM组植物的光合速率随着阿特拉津浓度的增加也在下降，但是在相同阿特拉津浓度下，FM组植物的光合速率大于CK组植物的，在阿特拉津最大浓度15mg·L^-1时FM组植物光合速率降低，但仍能进行光合作用。结果表明接种丛枝菌根真菌可以促进水生美人蕉的光合作用和增加其生物量，显著地提高了水生美人蕉对阿特拉津的抗性。

Claims

1.一种提高水生美人蕉对阿特拉津抗性的方法，其特征在于采用菌根技术，形成水生美人蕉与摩西球囊霉的菌根共生体。

2.根据权利要求1所述的一种提高水生美人蕉对阿特拉津抗性的方法，其特征在于包括以下步骤：（1）接种物准备：以含有丛枝菌根真菌孢子、菌丝体的菌剂为接种物，接种物为摩西球囊霉接种物，黑龙江大学生命科学学院所提供，保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏号为CGMCCNo.3012；

3.根据权利要求1所述的一种提高水生美人蕉对阿特拉津抗性的方法，其特征在于蛭石经10Kgy辐照灭菌。

4.根据权利要求1所述的一种提高水生美人蕉对阿特拉津抗性的方法，其特征在于所述营养液为霍格兰营养液。

5.根据权利要求1所述的一种提高水生美人蕉对阿特拉津抗性的方法，其特征在于层接施加法是将接种物置于离培养基质表层1/3处，接种剂用量为每盆20g。

6.根据权利要求1所述的一种提高水生美人蕉对阿特拉津抗性的方法，其特征在于所述在宿主植物在人工温室中进行培养，温度白天30℃/夜间20℃，光照时间14h/d，光照强度为250μmolm^-2S^-1。