丛枝菌根真菌对水稻镉胁迫响应及其转运过程的影响研究

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1、硕士学位论文丛枝菌根真菌对水稻镉胁迫响应及其转运过程的影响研究THERESEARCHONRESPONSETOCADMIUMSTRESSANDTRANSPORTPROCESSOFRICEUNDERINFECTIONOFARBUSCULARMYCORRHIZALFUNGI刘双洋哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：X5学校代码：10213国际图书分类号：574密级：公开理学硕士学位论文丛枝菌根真菌对水稻镉胁迫响应及其转运过程的影响研究硕士研究生：刘双洋导师：王立副教授副导师：马放教授申请学位：理学硕士学科：微生物学所在单位：市政环境工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔

2、滨工业大学ClassifiedIndex:X5U.D.C:574DissertationfortheMasterDegreeinScienceTHERESEARCHONRESPONSETOCADMIUMSTRESSANDTRANSPORTPROCESSOFRICEUNDERINFECTIONOFARBUSCULARMYCORRHIZALFUNGICandidate：ShuangyangLiuSupervisor：AssociateProf.LiWangViceSupervisor:Prof.FangMaAcademicDegreeAppliedfor：MasterofScienceS

3、peciality：MicrobiologyAffiliation：SchoolofMunici.&Envir.EngDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学理学硕士学位论文摘要现如今“镉大米”问题在国内外已引起广泛关注，镉污染由于其危害范围广、隐蔽性强，已成为威胁我国的粮食安全的主要元凶，不仅造成水稻生长不良减产，同时严重影响稻米品质引发食品安全问题。目前，我国绝大多数镉污染地区仍然在从事农耕活动，改变耕作方式不能从根本上解决重金属向作物中的转移。寻

4、找安全有效的原位修复方法，实现轻度污染土壤的安全持续利用是应对当前我国大面积土壤重金属污染问题的新思路。针对此现状，本实验选取水稻为试验材料，以可与多种宿主形成良好共生关系的广普优良菌种——摩西球囊霉(GM)和根内球囊霉(GI)作为侵染菌剂。根据全国典型重金属污灌区镉污染现状设置七个土壤镉污染条件，藉以定量分析不同镉条件下，两种丛枝菌根菌剂对水稻营养生长、生理、生殖生长及对水稻植株及籽实内镉含量的影响，从而寻找减少水稻籽实镉含量的经济有效的途径，为稻米安全生产提供切实可行的实用对策。结果表明：菌剂接种可以显著提高水稻根系侵染率，且在不同镉浓度胁迫下保持稳定。水稻株高和根长均随镉含量的

5、增加呈下降趋势，且施加菌剂可缓解镉对水稻产生的生长抑制效应。不同镉处理条件下水稻地上干重顺序为GM＞GI＞CK，其中GM较CK相比增加幅度为10.76％—59.48％，因此摩西球囊霉对于水稻生物量的促进更为明显，且地下干重的增加趋势情况与地上顺序一致。在镉含-1量为5mg·kg内的低浓度镉胁迫条件下，水稻根冠比降低程度较缓慢，因此菌剂在中低浓度的镉条件下对水稻有较强的保护作用。水稻接种菌剂后能显著提高光能利用率，易于对弱光进行利用，促进光合作-1用及体内碳素积累。随着Cd胁迫程度的增加Pn受到了明显的抑制，20mg·kg-1较0mg·kgGM、GI、CK处理组的Pmax分别降低34.

6、62％、33.05％和47.23％。随镉处理浓度的增大水分利用效率呈先加速后缓慢下降的趋势，2000μ-2-1mol·m·s光强下，GM、GI强化处理的WUE值较CK平均提高14.57％和10.42％。从胁迫生理指标的变化可知，接种AMF后可强化水稻对镉胁迫的耐性，从而保障镉条件下水稻良好的生长生理特性。镉胁迫下水稻产量表现为降低趋势，菌剂的加入对于缓解镉胁迫造成的产量下降提供了有力保障。不同镉污染条件下，菌剂侵染水稻的镉吸收系数较高，但富集系数和转运系-1数均低于对照组。当外源镉施加量高于1mg·kg时，接种摩西球囊霉的水稻籽实镉含量均低于对照，表明菌剂侵染可显著增强水稻根系对镉的

7、固定能力，而减-I-哈尔滨工业大学理学硕士学位论文弱其向地上茎叶部分转运和积累的能力。非接种条件下，水稻可在镉含量低于0.12-1mg·kg内的土壤环境内种植实现安全生产，接种摩西球囊霉后，保证水稻安全-1生产的土壤镉含量阈值扩增至0.21mg·kg。综上可知，人工接种丛枝菌根真菌能显著提高水稻根系的侵染率，增强水稻株高、根长、生物量等生长指标；促进水稻植株对光能的利用效率，提高产量；缓解镉胁迫对水稻带来的生理损伤，并在水稻体内镉元素吸收与转运过程中发挥重