反枝莧內(nèi)生菌篩選及其鉻富集效果研究

李方圓，張超蘭*,黃 河，張靜靜，盧美獻(xiàn)，李傳章

(1.廣西大學(xué)環(huán)境學(xué)院，廣西 南寧 530004；2.廣西壯族自治區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，廣西 南寧 530028)

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反枝莧內(nèi)生菌篩選及其鉻富集效果研究

李方圓1，張超蘭1*,黃 河1，張靜靜1，盧美獻(xiàn)1，李傳章2

(1.廣西大學(xué)環(huán)境學(xué)院，廣西 南寧 530004；2.廣西壯族自治區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，廣西 南寧 530028)

以分泌吲哚乙酸(IAA)、鐵載體能力以及對(duì)重金屬離子耐受性為篩選指標(biāo)，從反枝莧(AmaranthusretroflexusL.)根系中篩選出分泌IAA、鐵載體和耐鉻能力強(qiáng)的兩株菌株G3和G8，通過盆栽實(shí)驗(yàn)研究分析了其對(duì)反枝莧累積鉻的影響，根據(jù)形態(tài)特性和16S rDNA序列分析對(duì)供試菌株進(jìn)行分類鑒定。結(jié)果顯示，菌株G8分泌IAA能力達(dá)到17.80 mg·L-1，強(qiáng)于其他菌株；菌株G3、G8對(duì)鉻、鎘、鉛離子的耐受性分別為200、20、300和100、20、400 mg·L-1。盆栽實(shí)驗(yàn)中，接種菌株G8處理后反枝莧地下部生物量和重金屬累積量與對(duì)照相比顯著提高，并增強(qiáng)了地下部對(duì)鉻的富集能力。通過進(jìn)行16S rDNA序列分析，菌株G3與Pseudomonassp.CZGSD7的序列相似性達(dá)到99 %；菌株G8與PseudomonasextremorientalisCNU082017的序列相似性達(dá)到100 %，2株菌株初步鑒定為假單胞菌屬(Pseudomonas)。

內(nèi)生菌；超富集植物；重金屬鉻；反枝莧；植物修復(fù)

近年來植物修復(fù)技術(shù)因其經(jīng)濟(jì)、綠色、環(huán)境友好，且不引入二次污染等優(yōu)點(diǎn)逐漸進(jìn)入我們的視野[1-3]。通過超富集植物吸收重金屬并將其轉(zhuǎn)移到地上部，從而降低重金屬在土壤中的含量和有效態(tài)含量[4]。鉻化合物是金屬加工、冶金、制革、電鍍、顏料等行業(yè)所用的基本原料，以多種途徑進(jìn)入生態(tài)圈，使得鉻污染威脅著人類與動(dòng)植物的生存環(huán)境[5]。大多數(shù)植物對(duì)鉻的耐受能力低，根系的生長(zhǎng)發(fā)育受其抑制[6]，Rout[7]等人發(fā)現(xiàn)在含鉻濃度為200 μM脅迫下光頭稗子(Echinochloacolona)的發(fā)育率降低了25 %；與Cd、Pb相比較下，Cr對(duì)蒿柳(Salixviminalis)根部生長(zhǎng)抑制最為嚴(yán)重[8]；一些耐性植物生長(zhǎng)慢、生物量小、對(duì)重金屬有選擇性、周期長(zhǎng)等[9]，也一定程度上制約了植物修復(fù)技術(shù)的發(fā)展。

植物修復(fù)的關(guān)鍵在于超富集植物能否將土壤中的重金屬提取出與生物量，并有效地由地下部向地上部轉(zhuǎn)移。Kleopper提出了植物促生細(xì)菌的概念，包括了對(duì)植物有益，以及具有促生能力的細(xì)菌。研究發(fā)現(xiàn)，微生物可促進(jìn)植物的生長(zhǎng)、提高植物對(duì)重金屬富集的能力[10-11]，其作用在植物內(nèi)部及根系周圍，通過分泌植物生長(zhǎng)激素如吲哚乙酸(IAA)、合成1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸脫氨酶(ACCD)、固氮、溶解無機(jī)磷酸鹽的能力，促進(jìn)宿主植物生長(zhǎng)發(fā)育[12]。因此，利用具有對(duì)重金屬耐受性的促生細(xì)菌改善植物的營(yíng)養(yǎng)狀況，提高植物富集效率，為植物修復(fù)重金屬污染土壤開辟了新思路。

反枝莧(AmaranthusretroflexusL.)，系莧科莧屬的一年生草本植物，廣布在我國(guó)東北、華北地區(qū)，多生長(zhǎng)在農(nóng)田邊。植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力極強(qiáng)，且具有生長(zhǎng)快生物量大等特點(diǎn)，但通常被農(nóng)戶視為雜草處理，未引起人們重視。在廣西賓陽某制革廠的污泥池中，發(fā)現(xiàn)了長(zhǎng)勢(shì)良好的植株反枝莧，并采樣拿回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了重金屬含量的分析測(cè)定，發(fā)現(xiàn)其對(duì)重金屬鉻的富集情況可觀，可作為修復(fù)鉻污染土壤的潛在優(yōu)勢(shì)植物加以利用。鄭施雯等[13]在溫州某制革區(qū)進(jìn)行了土壤采樣和植物調(diào)查也發(fā)現(xiàn)，植物反枝莧為耐Cr的優(yōu)勢(shì)植物，在Cr濃度為3844 mg·kg-1的污染土壤中，反枝莧的地下部Cr的富集能力達(dá)到932.67 mg·kg-1，地上部達(dá)到181.70 mg·kg-1，可作為生態(tài)修復(fù)鉻污染土壤的先鋒植物，而國(guó)內(nèi)外對(duì)反枝莧富集鉻的效果研究還鮮有報(bào)道。本研究從植物反枝莧根系中分離出內(nèi)生菌，以分泌IAA、鐵載體及Cr耐受性為主要篩選指標(biāo)，篩選出植物內(nèi)生菌，聯(lián)合反枝莧進(jìn)行盆栽實(shí)驗(yàn)，探討耐鉻內(nèi)生菌對(duì)反枝莧的生長(zhǎng)及對(duì)鉻的富集能力的影響，旨在為內(nèi)生菌聯(lián)合反枝莧修復(fù)Cr污染土壤提供依據(jù)和參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

植物樣品：反枝莧采自廣西南寧賓陽縣某制革廠制革污泥池，采集的植物放入密封袋中在4 ℃保藏，并盡快對(duì)其根系內(nèi)生細(xì)菌進(jìn)行分離篩選。供試植物：反枝莧種子采自廣西南寧賓陽縣某制革廠制革污泥池。供試土壤：采自廣西賓陽縣某制革廠周邊的水稻土，制革廠污泥池中滲濾液未能妥善處理，常年流入灌溉溝渠，其中摻雜的大量重金屬Cr也因此流入水稻田中。土壤的基本理化性質(zhì)：pH 7.66，有機(jī)質(zhì) 41.5 g·kg-1，CEC 10.8 cmol·kg-1，堿解氮 178.94 mg·kg-1，有效磷 11.1 mg·kg-1，總Cr 2534.68 mg·kg-1。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 耐鉻內(nèi)生菌的分離純化 鉻抗性細(xì)菌篩選固體培養(yǎng)基：參考孫樂妮等[14]的方法配制1/5 LB培養(yǎng)基，在1/5 LB培養(yǎng)基上添加CrCl3·6H2O母液，分別配置成含Cr3+濃度為30、60 mg·L-1固體培養(yǎng)基。用清水清洗干凈反枝莧的根系，再用70 %的酒精浸泡消毒5 min后，用無菌水清洗五次，用6 %的次氯酸鈉浸泡15 min，無菌水清洗5次。在無菌超凈臺(tái)中，取1 g表面消毒后的根系于無菌研缽研磨搗碎，原液逐級(jí)稀釋后涂布在含Cr3+濃度為30 mg·L-1鉻抗性細(xì)菌篩選固體培養(yǎng)基上，隨機(jī)挑選不同形態(tài)、生長(zhǎng)良好單菌落反復(fù)純化后，將各單一菌落轉(zhuǎn)接至含Cr3+濃度為60 mg·L-1鉻抗性細(xì)菌篩選固體培養(yǎng)基，挑選出生長(zhǎng)良好的耐鉻菌株轉(zhuǎn)接至斜面，4 ℃保藏備用。

1.2.2 耐鉻菌株促生特性分析 在含Cr3+濃度為60 mg·L-1的抗性平板上，根據(jù)菌落顏色、形態(tài)、大小等特征初步分離得到35株細(xì)菌，進(jìn)而通過分析35株細(xì)菌產(chǎn)IAA、產(chǎn)鐵載體能力來評(píng)價(jià)其促生特性。產(chǎn)IAA內(nèi)生菌定性與定量篩選方法參照sheng[15-16]等的方法；產(chǎn)鐵載體能力測(cè)定參考王平[17-18]等的方法。

1.2.3 菌株對(duì)重金屬耐受特性分析 通過最小抑制濃度來確定供試菌株對(duì)重金屬離子的抗性。將平板培養(yǎng)24 h的菌株接種在含有一定重金屬離子濃度的1/5 LB培養(yǎng)基中，置于30 ℃、150 r·min-1搖床中培養(yǎng)2～6 d。Cr3+(CrCl3·6H2O)濃度設(shè)為50、100、150、200、250、300 mg·L-1；Cd2+(CdCl2·H2O)濃度為10、20、30、40、50、60 mg·L-1；Pb2+(PbCl2)濃度設(shè)為100、200、300、400、500 mg·L-1。在分光光度計(jì)下測(cè)定600 nm處吸光值OD600，吸光值與該濃度下未接菌培養(yǎng)液的吸光值無明顯差異即為重金屬離子最小抑制濃度。

1.2.4 耐鉻菌株對(duì)反枝莧累積鉻的影響 將反枝莧種子用70 %的酒精浸泡消毒5 min，無菌去離子水清洗。再用2.5 %次氯酸鈉中浸泡20 min。用無菌去離子水漂洗5次，完成種子表面消毒。取高溫滅菌后蛭石平鋪在育苗盤上，種子表面消毒后均勻播入盤中，并覆蓋上蛭石約10 mm，每天澆灌適當(dāng)?shù)臒o菌霍格蘭營(yíng)養(yǎng)液保持蛭石濕潤(rùn)，置于光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，生長(zhǎng)約3周后，選取長(zhǎng)出4片真葉、長(zhǎng)勢(shì)一致的幼苗待用。供試土壤自然風(fēng)干后，過10目篩混勻，取1 kg裝入花盆中。選取長(zhǎng)出4片真葉、長(zhǎng)勢(shì)一致的幼苗，將其根部分別放入等量的OD600=1.0的G3、G8菌懸液浸泡4 h，并以無菌水為空白對(duì)照，移栽至供試土壤中，分別記為：CK(浸于無菌水)；G3(浸于G3菌懸液)；G8(浸于G8菌懸液)。每盆定植1株，各處理設(shè)置4個(gè)重復(fù)，定期施入復(fù)合肥，放置于廣西大學(xué)環(huán)境學(xué)院人工氣候室內(nèi)，每天澆灌100 mL去離子水。40 d后收獲，測(cè)量植株地下部、地上部生物量，地下部用自來水清洗后，用20 mmol·L-1EDTA溶液交換15 min去除根部吸附離子，再用去離子水漂洗2～3次。將洗干凈的地上部和地下部烘干過篩，微波消解后，用ICP-AES測(cè)定總Cr含量。

1.2.5 菌株16S rDNA基因同源性分析 將篩選出來的耐鉻菌株G3和G8接種于斜面固體培養(yǎng)基保藏，測(cè)序相關(guān)工作交由生工生物工程(上海)股份有限公司完成。菌株基因組DNA提取采用Ezup柱式細(xì)菌基因組DNA抽提試劑盒提取；PCR擴(kuò)增采用通用引物7F(5＇-CAGAGTTTGATCCTGGCT-3＇)和1540R(5＇-AGGAGGTGATCCAGCCGCA-3＇)進(jìn)行16S rDNA的PCR擴(kuò)增；取回PCR產(chǎn)物在1 %瓊脂糖凝膠上電泳后回收，PCR產(chǎn)物電泳條帶切割所需DNA目的條帶，PCR產(chǎn)物用PCR引物直接測(cè)序。將所得的序列與GenBank數(shù)據(jù)庫中的核酸數(shù)據(jù)庫進(jìn)行BLAST分析比對(duì)，選取同源性較高的菌株與供試菌株序列相似性分析，通過Mega6.06軟件以鄰接法(Neighbour-Joining)構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹，以確定該菌株的分類地位。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用Microsoft Excel 2010和Origin 8.5處理數(shù)據(jù)和作圖，數(shù)據(jù)之間的顯著差異用SPSS 19.0軟件進(jìn)行ANOVA方差分析和多重比較(LSD，P≤0.05)。轉(zhuǎn)移系數(shù)計(jì)算是植物地上部重金屬的富集量與植物地下部重金屬富集量的比值；生物富集系數(shù)為植物體內(nèi)重金屬含量與土壤重金屬含量之間的比值。

圖1 菌株產(chǎn)IAA的定量分析Fig.1 Quantitative determination of IAA-producing of strains

2 結(jié)果與分析

2.1 耐鉻菌株促生菌的特性

2.1.1 耐鉻菌株產(chǎn)IAA能力評(píng)價(jià) 吲哚乙酸是一種重要的植物生長(zhǎng)激素，在較低濃度下即能促進(jìn)細(xì)胞的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)。根際的微生物分泌植物生長(zhǎng)激素，促進(jìn)根細(xì)胞的分裂和生長(zhǎng)，通過生長(zhǎng)激素調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝活動(dòng)，從而緩解重金屬的危害[19]。結(jié)果顯示，在35株耐Cr菌株中，有15株具有產(chǎn)IAA的能力，占供試菌株的42.9 %。對(duì)具有產(chǎn)IAA能力的15株菌株進(jìn)行定量測(cè)定，結(jié)果如圖1所示，分泌量在5.00 mg·L-1以上的有5株，占供試菌株的14.3 %，其中G8菌株產(chǎn)IAA能力最強(qiáng)，達(dá)到17.80 mg·L-1，分泌量最少的是菌株G12，G9、G14和G15也較少。

2.1.2 耐鉻菌株產(chǎn)鐵載體特性評(píng)價(jià) 從表1看出，A/Ar(A和Ar分別為接菌和未接菌上清反應(yīng)液在630 nm波長(zhǎng)處的吸光值，從0～1.0之間以0.2為間隔，每減小0.2增加一個(gè)+)比值越小，反映的產(chǎn)鐵載體能力越強(qiáng)，產(chǎn)鐵載體能力強(qiáng)的菌株G1、G2、G3和G9共4株，占耐鉻菌株中的11.4 %，G5、G6、G8、G10、G13有著較好的產(chǎn)鐵載體能力，G4、G11、G12、G14和G15產(chǎn)鐵載體能力極低。

表1 供試菌株產(chǎn)鐵載體能力

表2 菌株對(duì)重金屬耐受性

注：+表示菌株生長(zhǎng)；-表示菌株不生長(zhǎng)。

Note：‘+’means grow; ‘-’means not grow.

2.2 供試菌株對(duì)重金屬的耐受性

細(xì)菌在重金屬脅迫下能發(fā)揮其自身的促生作用，還需對(duì)重金屬有較高的耐受性，以保證細(xì)菌在高濃度下自身的良好生長(zhǎng)，本研究在之前的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，挑選出了2株產(chǎn)鐵載體能力強(qiáng)的菌株G1、G3，分泌IAA能力高的菌株G8，以及鐵載體能力弱的菌株G14、G15進(jìn)行重金屬耐受性實(shí)驗(yàn)。結(jié)果見表2，供試菌株對(duì)Cr、Cd、Pb等3種重金屬離子有不同的耐受性，G1、G3菌株對(duì)Cr3+有很高的耐受性，最小抑制濃度達(dá)到了200 mg·L-1，G8和G15次之，而菌株G14耐受性僅為50 mg·L-1；在5株供試菌株中，菌株G15對(duì)Cd2+有著較強(qiáng)的耐受性，達(dá)40 mg·L-1，菌株G1、G3、G8、和G14對(duì)Cd2+的耐受性均未超過20 mg·L-1；Pb2+耐受性方面，僅菌株G15有著較低的耐受性，為200 mg·L-1，其他供試菌株均有良好的耐受性，對(duì)Pb2+的最小抑制濃度高達(dá)300 mg·L-1及以上。

2.3 菌株對(duì)反枝莧生長(zhǎng)及累積Cr的影響

2.3.1 不同處理對(duì)反枝莧植株生物量的影響 內(nèi)生菌對(duì)反枝莧浸根處理后生物量表現(xiàn)不一(圖2)。與對(duì)照相比，內(nèi)生菌G3處理后反枝莧的地上部、地下部生物量未見顯著提高，G3處理后地上部生物量?jī)H提高了0.38 g。內(nèi)生菌G8浸根處理后，反枝莧生物量得到較大提高，地上部較對(duì)照提高了54.1 %，達(dá)顯著性差異，地下部與對(duì)照相比顯著提高了71.3 %，表明內(nèi)生菌G8浸根處理后促進(jìn)反枝莧的生長(zhǎng)發(fā)育。

相同字母表示不同處理之間差異不顯著(P<0.05)Values followed by the same letters are not significantly different at P<0.05圖2 不同菌株對(duì)反枝莧生物量的影響Fig.2 Effects of biomass of A.retroflexus with different stains

2.3.2 不同菌株處理對(duì)反枝莧Cr累積量的影響 如表3所示，反枝莧地上部、地下部對(duì)鉻的富集量均超過了超富集植物含量的參考值1000 mg·kg-1[20]，但地上部鉻的含量低于地下部，即轉(zhuǎn)移系數(shù)小于1，說明反枝莧對(duì)Cr的富集主要集中在根部。反枝莧地下部和地上部對(duì)鉻均有較強(qiáng)的富集能力，并且反枝莧植物對(duì)重金屬鉻具有很強(qiáng)的耐性。內(nèi)生菌G8處理后，反枝莧地下部對(duì)鉻的富集量顯著高于對(duì)照，較對(duì)照提高了9.2 %，對(duì)鉻的累積量較空白對(duì)照提高了69.5 %。G3處理的反枝莧地下部和地上部對(duì)鉻的富集量無明顯差異。對(duì)整株植物而言，菌株G8處理后反枝莧對(duì)鉻的生物富集系數(shù)顯著高于對(duì)照和G3處理，表明G8處理提高了植物體對(duì)鉻累積量，使植物表現(xiàn)出較強(qiáng)的富集能力。從轉(zhuǎn)移系數(shù)看，G3、G8與對(duì)照的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均無顯著差異。

2.4 供試菌株分子生物學(xué)鑒定

經(jīng)平板劃線、革蘭氏染色，觀察菌株培養(yǎng)特征及形態(tài)特征，可見G3菌株菌落較大，淺橙色，隆起，邊緣整齊，表明光化，較濕潤(rùn)，較透明，為革蘭氏陽性菌；G8菌落較小，乳白色，隆起，邊緣整齊，表面光滑，較濕潤(rùn)，不透明，革蘭氏陽性菌。菌株的基因測(cè)序結(jié)果片段長(zhǎng)度分別為1403和1419 bp，通過NCBI Blast序列比對(duì)發(fā)現(xiàn)兩株菌株均屬于假單胞菌屬(Pseudomonas)，與該屬其他物種的16s rRNA序列比較，構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(圖3)并進(jìn)行序列相似性分析，菌株G3與Pseudomonassp.CZGSD7的序列相似性達(dá)到99 %；菌株G8與PseudomonasextremorientalisCNU082017的序列相似性達(dá)到100 %，因此初步鑒定菌株G3、G8均為假單胞菌屬。

表3 不同菌株處理對(duì)反枝莧Cr含量和累積量的影響

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；同列數(shù)據(jù)后不同小字字母表示5 %的差異顯著性(P<0.05)。

Note：Reasults in the table are means±SD; Values in the same column followed by differennt letters are significantly different atP<0.05.

3 討 論

內(nèi)生細(xì)菌與植物長(zhǎng)期共存，已成為植物微生態(tài)系統(tǒng)的組成部分，植物為許多的內(nèi)生細(xì)菌提供了復(fù)雜的微環(huán)境、生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)元素和生長(zhǎng)條件，形成互利的共生關(guān)系，但內(nèi)生菌能否有效生存和定殖，還取決于自身固有的生理特征及植物根圍生物和非生物性的因素[21-22]。在重金屬污染環(huán)境下，菌株對(duì)重金屬的耐受性，是篩選能修復(fù)重金屬土壤、具有聯(lián)合超富集作用的植物內(nèi)生菌的首要指標(biāo)。本研究中，從鉻富集植物反枝莧根系中分離得到了35株耐鉻菌株，其中內(nèi)生菌G1、G3對(duì)Cr3+有良好的耐受性，可耐受Cr3+濃度達(dá)到200 mg·L-1，G1對(duì)Pb2+的耐受性也較為突出，G15對(duì)Cd2+具有較高的耐受性。菌株G8對(duì)Cr3+也具有一定的耐受能力。這與Khan等[23]在牧豆樹(Prosopisjuliflora)的根系、莖和根際土中分離得到26株細(xì)菌，其中4株對(duì)銅、鎘、鉛、鋅有不同程度的耐受性，提高黑麥草富集制革廢水污染土壤中的鉻的研究結(jié)果具有一定相似性。

本研究中，接種與未接種高產(chǎn)IAA的內(nèi)生菌G8

圖3 菌株G3、G8與相關(guān)菌株的16S rRNA基因序列系統(tǒng)發(fā)育樹Fig.3 Phylogenetic tree based on 16S rRNA sequences of strain G3,G8 and relevant strains

相比較差異顯著，證明了分泌IAA的菌株處理可有效地提高反枝莧的生物量。這與Patten[24]等人研究結(jié)果相似。表明菌株的產(chǎn)IAA能力對(duì)作物根系的生長(zhǎng)起著重要作用。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，內(nèi)生菌G8浸根處理后，不僅促進(jìn)了反枝莧地下部對(duì)鉻的富集能力，還提高了反枝莧的生物量，進(jìn)而提高了修復(fù)效率?？赡軆?nèi)生菌G8的存在緩解了重金屬的毒害，并持續(xù)釋放IAA，促進(jìn)植物生長(zhǎng)，增加植物生物量，從而提高了反枝莧富集鉻的效率。這與Sheng等[15]將菌株P(guān)seudomonasfluorescensG10對(duì)油菜進(jìn)行灌根處理使得油菜的生物量與增加的結(jié)果相類似。即使高濃度的重金屬抑制下，內(nèi)生菌亦能通過合成分泌IAA來促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。我們還將分泌IAA能力較低、分泌鐵載體能力強(qiáng)的菌株G3接種到反枝莧根系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，菌株G3對(duì)反枝莧浸根處理后雖然提高了植株的生物量，但提高效果不顯著。反枝莧無論是在25 ℃以上，還是在較低溫度(15 ℃)和較低光照條件下，都可以保持很高的光合能力[25]，這也為反枝莧應(yīng)用于野外修復(fù)鉻污染土壤提供了可能。從反枝莧根部篩選出的假單胞菌屬G8，具有分泌IAA、鐵載體的能力等促生特性，根部接種G8后，顯著提高了地下部鉻的含量和總的累積量。這可能由于內(nèi)生菌G8分泌的植物激素IAA，促進(jìn)了根部的生長(zhǎng)和發(fā)育，以致其更好地吸收營(yíng)養(yǎng)和水分，間接地改善了反枝莧根部的營(yíng)養(yǎng)狀況[26-27]。可見，菌株分泌IAA是促進(jìn)反枝莧生物量提高、生長(zhǎng)抑制影響減弱的主要因素。

4 結(jié) 論

從鉻富集植物反枝莧根系篩選出的內(nèi)生菌G3和G8對(duì)鉻、鎘、鉛離子的耐受性分別為200、20、300和100、20、400 mg·L-1。其中菌株G8具有較強(qiáng)的產(chǎn)IAA功能，分泌能力為17.80 mg·L-1。接種菌株G8處理后反枝莧地下部生物量和重金屬累積量顯著提高，并增強(qiáng)了地下部對(duì)鉻的富集能力。通過進(jìn)行16S rDNA序列分析，兩株菌株初步鑒定為假單胞菌屬(Pseudomonas)?？梢姡闓8聯(lián)合反枝莧修復(fù)鉻污染土壤具有良好的應(yīng)用前景。

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(責(zé)任編輯 溫國(guó)泉)

Screening of Plant Growth-promoting Endophytic Bacteria fromAmaranthusretroflexusL. and Their Effects on Chromium Accumulation in Plant

LI Fang-yuan1, ZHANG Chao-lan1*, HUANG He1,ZHANG Jing-jing1, LU Mei-xian1, LI Chuan-zhang2

(1.College of Environment, Guangxi University, Guangxi Nanning 530004, China;2.Guangxi Environmental Monitoring Center，Guangxi Nanning 530028, China)

The study isolated the chromium-resistant plant growth-promoting bacteria(PGPB) that producing indole-3-acetic acid(IAA), siderophores fromAmaranthusretroflexusL. Two enhanced chromium(Cr)-resistant strains, named as G3 and G8, were isolated from the root which both have abilities to producing IAA and siderophores.According to the morphological characteristics and 16 s rDNA,Pot experiments were conducted to investigate their effects on promoting the growth and Cr accumulation inA.retroflexusL. The result showed that strains G8 utilized tryptophan as a precursor for IAA synthesis was 17.80 mg·L-1and IAA production capacity was better than rest of other strains. The minimal inhibitory concentration of chromium, cadmium, lead for the strains G3 and G8 were 200, 20, 300 and 100, 20, 400 mg·L-1, respectively. The root (up to 71.3 %) biomass and accumulation of heavy metal increased significantly (P< 0.05) after inoculation with strain G8 compared to the uninoculated control. In addition, the strain G8 significantly increased the Cr concentration in the root ofA.retroflexusL. The endophytic bacterial strain G3 and G8 were identified asPseudomonassp.(99 % similarity) andP.extremorientalis(100 % similarity) respectively,based on the 16S rDNA gene sequence analysis.

Endophytic bacteria; Hyperaccumulator; Chromium(Cr);AmaranthusretroflexusL.; Phytoremediation

1001-4829(2016)07-1694-07

10.16213/j.cnki.scjas.2016.07.035

2016-03-02

廣西自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2014GXNSFAA118039，2015GXNSFEA139001)；廣西科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2014DD29046)

李方圓(1990-)，男，廣西南寧人，碩士，研究方向?yàn)橥寥牢廴拘迯?fù)與治理，*為通訊作者， E-mail： zhangcl@gxu.edu.cn。

S567.219

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