重金属耐性芽孢杆菌的筛选及其对辣椒吸收镉铅的阻控效应

为发掘耐受重金属的微生物资源和高效阻控重金属向蔬菜转移的修复生物材料,从生长于南京某矿区周边菜地的辣椒(Capsicum annuum)和圣女果(Lycopersicon esculentum)根际土壤中筛选耐重金属芽孢杆菌,研究其促生特性和阻控辣椒果实吸收Cd、Pb的作用。本研究筛选到7株耐Cd、Pb并具有分泌胞外多糖、吲哚乙酸和铁载体的芽孢杆菌,分别属于Bacillus megaterium、B.aryabhattai、B.velezensis和Lysinibacillus fusiformis。菌株在24 h时对溶液中Cd的去除率范围为30%~39%,对Pb的去除率在4.3%~25.6%。菌株L11、L15和L44能够显著促进辣椒生长,6株芽孢杆菌能显著降低辣椒果实中Cd和Pb含量。接种菌株B.megaterium L44使辣椒果实中Cd、Pb含量比不接菌对照分别降低39.1%和81.3%,Cd、Pb含量分别降低至0.07 mg·kg~(-1)和0.20 mg·kg~(-1)。研究表明B.megaterium L44是一株能够阻控辣椒果实积累铅镉的植物促生芽孢杆菌,具有阻控蔬菜吸收重金属、用于蔬菜农田安全生产的潜在应用价值。     

重金属阻控菌剂的制备及其减少生菜吸收Cd和Pb的作用

制备重金属阻控菌剂并研究其减少蔬菜吸收重金属的效果,有望为蔬菜安全生产和修复农田生态环境提供一种有效材料。本试验以具有吸附重金属的植物促生细菌Bacillus megaterium H3为供试菌株,采用单因素试验、Plackett-Burman设计法、最陡爬坡试验和响应面分析法对菌株H3发酵培养基进行优化。选用海泡石(C1)和生物炭(C2)作为载体制备固体菌剂,通过田间小区试验,评价重金属阻控菌剂对意大利生菜(Lactuca sativa L.)的品质、Pb和Cd含量以及土壤特性的影响。结果表明:优化后发酵培养基主成分为糖蜜3.8 g·L^-1、大豆粉9.25 g·L^-1、碳酸钙9.5 g·L^-1时,菌株H3芽孢数提高到5.9×10;CFU·mL^-1,较初始培养基芽孢数提高了156%。固体菌剂C2保藏6个月后有效活菌数在2.0×10⁸CFU·g^-1以上,生物炭适合作为B.megaterium H3菌剂载体。在受污染农田中,菌株H3发酵液、生物炭和固体菌剂C2均可以提高生菜干质量和Vc含量,减少生菜的Cd和Pb含量,降低土壤有效态Cd和Pb含量,增加土壤脲酶和蔗糖酶活性。其中固体菌剂C2效果好于单一菌液或生物炭处理,具有保障生菜安全生产、修复受污染农田的潜力。     

Bacillus thuringiensis P34与海泡石联合阻控蔬菜积累铅和改良土壤的作用

本研究为建立微生物-吸附剂联合钝化修复技术,以期为重金属污染农田的修复和蔬菜安全生产提供试验依据。在南京市栖霞区某矿区周边农田开展田间试验,探究了Bacillus thuringiensis P34及海泡石(S)对辣椒(苏椒五号)和茄子(苏琦一号)的生长、Pb积累和营养品质的影响,评估复配处理(P34+S)改良蔬菜根际土壤理化性质的作用。结果表明,与对照相比,海泡石可显著降低蔬菜果实Pb含量,菌株P34和海泡石复配可进一步显著降低辣椒和茄子果实Pb含量(58%和26%)。与对照相比,复配处理可显著使辣椒果实生物量增加1.5倍,改善蔬菜的营养品质,还能提高根际土壤pH、芽孢细菌数量、蔗糖酶和脲酶活性,显著降低根际土壤DTPA提取态Pb含量,并显著增加1 mm团聚体的比例、显著减少0.25 mm团聚体的比例。将B. thuringiensis P34与海泡石联合施用于Pb污染土壤,可显著阻控茄果类蔬菜积累Pb并提高其营养品质,显著改善根际土壤的理化性质,具有修复Pb污染土壤、保障蔬菜安全生产的潜力。     

耐重金属的植物促生芽孢杆菌筛选及其强化香蒲去除Cd的作用

为探讨细菌对水生植物修复水体重金属污染的影响,从南京某矿区废弃地的湿地植物柳树(Salix babylonica)、芦苇(Phragmites australis)、香蒲(Typha latifolia)根际和根内分离筛选到8株芽孢杆菌,这些芽孢杆菌都具有产铁载体、吲哚乙酸、多糖和淀粉酶活性,且对重金属的抗性较强,对温度、pH和盐浓度具有一定的耐受性。采用水培试验研究了Cd胁迫下耐重金属植物促生芽孢杆菌强化狭叶香蒲(T.angustifolia)吸收积累Cd的作用,结果表明,在2.5 mg·L~(-1)Cd~(2+)的条件下接种芽孢杆菌处理能够促进香蒲生长和组织中Cd含量增加。其中Bacillus megaterium P24和P37促进香蒲根和地上部干重显著增加40.0%~46.4%,B.amyloliquefaciens P29能使地上部Cd含量和总吸收量显著增加31.1%和63.5%;溶液中Cd去除率最高可达79.5%。研究表明,耐重金属芽孢杆菌能够促进香蒲生长、增加香蒲Cd含量,从而增加香蒲Cd总吸收量,达到去除水中Cd污染的作用,具有应用于水体重金属污染修复的潜力。     

硒酵母浸种对低温胁迫下辣椒种子萌发、幼苗生理特性的影响

辣椒在苗期容易受到低温的危害，为了提高辣椒的抗逆性，减轻低温对辣椒造成的伤害，在使用方法简便易行、安全和成本较低的基础上，选用商品名为西维尔的药品硒酵母片，按照说明书中每片硒酵母中所含有效硒含量，配制梯度硒酵母溶液并对贵春1号辣椒种子进行24 h的浸种处理，再进行4℃的低温处理，然后测定辣椒种子的发芽率、发芽指数、胚芽和胚根长度；取硒酵母溶液浸种24 h后的辣椒种子，于28℃恒温催芽后播种于穴盘，以泥炭土为基质，正常培养至幼苗达到2叶1心后，将幼苗置于光照培养箱中进行12℃的低温处理，处理0、1、3、5、7 d后观察辣椒幼苗生长的情况，测定辣椒幼苗SOD、POD、CAT等抗氧化酶活性、丙二醛含量、总可溶性蛋白含量、根系活力、超氧阴离子产生速率等相关指标。结果表明，4℃的低温胁迫下经硒酵母溶液(0.12 mg/L)浸种后的辣椒种子其发芽率、发芽指数有明显提高；经硒酵母溶液(0.08 mg/L)浸种后的辣椒种子长至2叶1心时，12℃的低温处理后辣椒幼苗的抗氧化酶活性、可溶性蛋白含量明显高于对照，而丙二醛(MDA)含量降低，超氧阴离子(O^-₂·)产...