球囊霉素相關(guān)土壤蛋白在土壤中的分布及與PAHs的結(jié)合作用.pdf

1、當(dāng)前，我國(guó)土壤污染問題嚴(yán)重。多環(huán)芳烴(PAHs)已成為我國(guó)土壤中常見的一類高風(fēng)險(xiǎn)有機(jī)污染物，土壤污染后，PAHs可通過土壤—植物系統(tǒng)進(jìn)入食物鏈，嚴(yán)重威脅人群健康和生態(tài)安全。如何修復(fù)PAHs污染土壤、減低植物污染風(fēng)險(xiǎn)？這是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外環(huán)境領(lǐng)域迫切需要著力解決的重大科技問題之一。已往研究表明，接種從枝菌根真菌（AMF）可減低植物地上部PAHs含量、提高PAHs污染土壤的根際修復(fù)效率，但對(duì)于其內(nèi)在機(jī)制，國(guó)內(nèi)外仍缺乏了解。球囊霉素相關(guān)土壤蛋白(G

2、RSP)是由AMF菌絲產(chǎn)生并脫落進(jìn)入土壤中的一類糖蛋白，可改善土壤通透性、提高土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性、利于植物生長(zhǎng)。但迄今，GRSP在土壤中的分布及與PAHs的作用關(guān)系國(guó)內(nèi)外仍了解甚少，闡明這一問題，對(duì)于揭示AMF影響植物吸收PAHs和促進(jìn)土壤中PAHs降解的本質(zhì)有重要意義。
　　本文研究了不同土地利用方式下土壤中GRSP的含量差異及垂直分布特征;采用溫室盆栽實(shí)驗(yàn)方法，分析了接種AMF對(duì)PAHs污染土壤中植物生長(zhǎng)和GRSP含量的影響;

3、初步探討了GRSP與菲的結(jié)合作用。取得的主要成果如下:
　　(1)研究了不同土地利用方式下土壤中GRSP含量及剖面分布特征。以南京市黃棕壤為例，采集了5種土地利用方式（林地、草地、水稻田、茶園土和菜園土）下土壤樣品，測(cè)得供試土壤中總球囊霉素相關(guān)土壤蛋白（T-GRSP）含量為1.96～3.12mg·g-1，占土壤有機(jī)碳量的12.5％～29.0％，所占比例隨土壤有機(jī)碳含量的增加而降低。相對(duì)于人為擾動(dòng)較少的林地和草地，3種耕作土壤中T-

4、GRSP和易提取球囊霉素相關(guān)土壤蛋白(EE-GRSP)含量低，0～40 cm土層中T-GRSP含量隨著土層深度增加而降低，EE-GRSP未表現(xiàn)出顯著的垂直分布規(guī)律;土壤中T-GRSP含量與土壤有機(jī)碳含量極顯著正相關(guān)，與土壤pH值顯著負(fù)相關(guān)，EE-GRSP與土壤有機(jī)碳含量呈極顯著負(fù)相關(guān)。
　　(2)分析了AMF對(duì)PAHs污染土壤中植物生長(zhǎng)和GRSP含量的影響。供試AMF為密色無梗囊霉(A.s)、摩西球囊霉(G.m)、根內(nèi)球囊霉(G.

5、i)、幼套球囊霉(G.e)、縮球囊霉(G.c)，供試植物為紫花苜蓿。接種AMF促進(jìn)了植物莖葉和根的生長(zhǎng)，但不同AMF對(duì)植物生物量的促進(jìn)程度存在差異。其中Gi組促進(jìn)效果最佳，A.s組效果最弱。隨著培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)，不接種AMF對(duì)照組(CK)和接種G.i組的土壤中EE-GRSP和T-GRSP含量增大，G.i組EE-GRSP和T-GRSP含量為4.13和2.13 mg·g-1，分別是30 d時(shí)二者含量的3.93和4.65倍。90 d時(shí)，各處理土壤

6、中T-GRSP和EE-GRSP含量大小有相同的趨勢(shì)，均表現(xiàn)為G.i＞G.e.＞G.m＞G.c＞A.s＞CK，G.i組EE-GRSP含量為1.33mg.g-1，是對(duì)照組合量(0.79 mg·g-1)的1.7倍，A.s組含量最低，為0.87 mg·g-1。G.i、G.e、G.m、G.c和A.s組產(chǎn)生的T-GRSP含量分別為4.61、4.07、3.27、3.46和2.90 mg·g-1，對(duì)照組合量為2.30 mg·g-1，其中G.i組是對(duì)照組

7、合量的2倍，A.s組含量略高于對(duì)照組。接種AMF能增加植物對(duì)土壤中菲的積累，其中G.i組植物體內(nèi)菲含量高于另外4種AMF處理。接種AMF提高了土壤中PAHs的去除效率，其中，G.i組和G.c組處理的土壤中菲的降解率均在97％以上，A.s組的菲降解效果最差。侵染率、T-GRSP和植物體內(nèi)菲含量均與土壤中菲殘留含量顯著負(fù)相關(guān)，T-GRSP分別與侵染率正相關(guān)、與植物中菲含量顯著正相關(guān)。
　　(3)初步探討了水中GRSP與菲的結(jié)合規(guī)律。G

8、RSP對(duì)菲的結(jié)合等溫線能用Langmuir方程較好地?cái)M合，結(jié)合屬于單分子層結(jié)合模式。水溶液中GRSP對(duì)菲的結(jié)合量隨時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增加，24h后結(jié)合基本達(dá)到平衡，結(jié)合過程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，平衡結(jié)合量為44.26μg·mg-1。溶液pH值對(duì)GRSP結(jié)合菲有較大影響，當(dāng)溶液pH=4時(shí)，菲的平衡結(jié)合量最小;隨著溶液酸性減弱，菲的結(jié)合逐漸增強(qiáng)，當(dāng)pH=6時(shí)，GRSP對(duì)菲的結(jié)合量達(dá)到最大54.19μg·mg-1，當(dāng)pH超過7后，隨著溶液堿性的