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《浙江大学》 2006年
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重金属污染土壤的微生物分子生态及对修复效应的影响

王远鹏  
【摘要】:微生物作为土壤生态系统的重要组成成分,其活性和种群变化影响着土壤质量。土壤微生物对重金属的适应性与耐性虽相当普遍,但有关其机理及定量描述适应性大小方面的工作仍很缺乏。本项目拟采用PCR-DGGE、分子克隆、荧光定量PCR等生物技术并结合传统微生物学方法研究野外实验条件下重金属污染土壤的微生物分子生态变化规律,获得重金属污染下土壤微生物结构和功能组成,为重金属污染土壤生态系统的恢复及土壤重金属的修复提供理论依据,主要结论有: (1)浙江富阳因铜矿冶炼而导致废水引灌和废气颗粒沉降引起的土壤Cu、Zn等复合污染,因此我们在浙江富阳某铜冶炼厂附近建立铜污染土壤的修复示范基地,占地20亩,示范区土壤铜浓度最高达833mg/kg,锌浓度在1000-4000mg/kg。土壤中重金属Cu和Zn不同提取态的浓度与微生物生物量和磷酸酶的活性呈负相关。对DGGE结果分析得知距冶炼厂50m、200m、600m在微生物物种组成上差异显著。而且代表优势物种的较亮的条带在数量和位置上有明显的不同。 (2)为了研究植物根际效应对微生物的影响,利用PCR-DGGE结合克隆与荧光定量连用探讨海州香薷、三叶草和鸭趾草根际微生物群落组成。结果显示Cu的浓度显著的影响了植物生物量,尤其以三叶草最为明显,而海州香薷在Cu处理为500mg/kg时其生物量显著高于鸭趾草与三叶草。随着重金属浓度的升高,根际土壤pH值明显下降。随着添加土壤铜浓度的增加,未种植植物、Cu敏感植物三叶草、鸭趾草根际微生物群落结构多样性下降,但是当低于500mg/kg处理,Cu耐性植物海州香薷根际微生物多样性增加。通过条带回收、克隆测序的结果揭示了海州香薷根际微生物的种群主要以α、β、γ-Proteobacteria、放线菌、CFB类群等构成,并构建了铜污染土壤植物根际微生物的微生物群落组成基因文库。我们进一步对β-Proteobacteria进行荧光定量,发现未种植植物、Cu敏感植物三叶草、鸭趾草根际β-Proteobacteria的拷贝数下降。对于铜的耐性植物海州香薷,随着重金属浓度的升高,其拷贝数是先增加后下降,铜的浓度200mg/kg处理下β-Proteobacteria的拷贝数出现一个拐点。进一步表明了表明土壤微生物在海州香薷对土壤铜的耐性中发挥着重要的作用。 (3)于海州香薷根际存在大量的铜耐性微生物,因此我们研究了海州香薷根际微生物对土壤重金属活性的影响及植物对铜吸收的影响。从根际分离到的微生物增加了富阳土壤水溶态Cu、Zn的活性。进一步的微生物抑制试验证实由于氨比西林(0.1mgg~(-1))
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:X53

【引证文献】
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5 郑诗樟;硫肥对土壤性质、重金属形态和作物生长的影响[D];华中农业大学;2012年
6 陈亚华;重金属污染土壤的诱导性植物提取研究[D];南京农业大学;2006年
7 李中阳;铜、镉胁迫下CO_2浓度升高对水稻生长及稻米品质的影响[D];中国农业科学院;2010年
8 张树杰;蚯蚓粘液对番茄幼苗生长及Cd富集的影响机理初探[D];南京农业大学;2009年
9 宋宁宁;不同结合相的梯度薄膜扩散技术(DGT)评估土壤重金属生物有效性[D];中国农业科学院;2012年
10 邓华;短毛蓼超富集锰的机理及对锰污染土壤的修复效应研究[D];浙江大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宓彦彦;重金属污染土壤的植物联合修复及其农业综合利用技术研究[D];湖南师范大学;2013年
2 艾林芳;水溶性羧甲基壳聚糖在重金属污染土壤修复中的应用研究[D];东华理工大学;2012年
3 苗旭锋;典型矿冶区重金属污染土壤芦竹—化学联合修复研究[D];中南大学;2010年
4 王凤永;重金属污染土壤的芦竹修复及其产后综合利用[D];中南大学;2011年
5 郑凯;赤子爱胜蚓对重金属污染土壤的生态毒理诊断及潜在生物标志物筛选[D];南京大学;2013年
6 王亚利;重金属污染土壤的稳定和植物修复研究[D];河南工业大学;2013年
7 刘成;重金属污染土壤化学调控的田间试验研究[D];武汉理工大学;2012年
8 周仁飞;锰矿区废弃地重金属污染土壤下栾树和杜英的光合生理响应研究[D];中南林业科技大学;2010年
9 黄珊;重金属污染土壤风险评价及化学淋洗研究[D];重庆大学;2013年
10 祝玺;重金属污染土壤的化学稳定化修复研究[D];华中科技大学;2011年
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