全 文 ：农业环境科学学报 2010, 29(增刊):116-122
JournalofAgro-EnvironmentScience
不同培养基分离的铅锌矿区圆叶无心菜
根际细菌镉铅耐性研究
湛方栋 ,何永美 ,李　元 ,祖艳群 ,李　洁
(云南农业大学资源与环境学院 ,昆明 650201)
摘 要:利用常规 、含 Cd2+和含 Pb2+的 3种细菌培养基 ,分离云南省会泽县铅锌矿区圆叶无心菜的根际细菌 , 采用含
Cd2+或 Pb2+的培养液培养分离物 , 研究和比较这 3种培养基分离的细菌对 Cd2+和 Pb2+的耐性 , 结果表明 , Cd2+和
Pb2+抑制 3种细菌培养基分离的铅锌矿区圆叶无心菜根际细菌的生长。 Cd2+对常规 、含 Cd2+和含 Pb2+细菌培养基分
离的圆叶无心菜根际细菌生长半数抑制浓度(EC50)平均值分别为 0.20、0.41和 0.24 mmol· L-1 , EC50最大值分别为
0.70、0.79和 0.48mmol· L-1;Pb2+的 EC
50
平均值分别为 0.40、 0.53和 0.52 mmol· L-1 , EC
50
最大值分别为 0.77、0.87
和 0.82 mmol· L-1。含 Cd2+的培养基分离的圆叶无心菜根际细菌对 Cd和 Pb的耐性较强。
关键词:培养基;根际细菌;镉;铅;耐性
中图分类号:X172 文献标识码:A 文章编号:1672-2043(2010)增刊-0116-07
CdandPbToleranceofRhizosphereBacteriaofArenariaorbiculatainLead-zincMineAreaIsola-
tedbyDifferentMedia
ZHANFang-dong, HEYong-mei, LIYuan, ZUYan-qun, LIJie
(ColegeofResourcesandEnvironment, YunnanAgriculturalUniversity, Kunming650201, China)
Abstract:CulturablerhizospherebacteriaofArenariaorbiculatainabandonedlead-zincmineareainHuize, Yunnan, China
wereisolatedbycommon, Cd2+orPb2+containingmedia.CdandPbtoleranceofbacteriaisolatedby3 mediawasstudiedby
culturingthebacteriainfluidmediacontainingCd2+ orPb2+, theresultsshowedthat:thegrowthofrhizospherebacteriaof
Arenariaorbiculatainabandonedlead-zincmineareawassuppressedbyCd2+orPb2+.TheaverageEC50 ofCd2+oninhibi-
tionofthegrowthofrhizospherebacteriaisolatedbycommon, Cd2+ orPb2+ containingmediawas0.20, 0.41 and0.24
mmol· L-1 , themaximumEC
50
ofCd2+was0.70, 0.79 and0.48 mmol· L-1 respectively.TheaverageEC
50
ofPb2+onin-
hibitionofthegrowthofrhizospherebacteriaisolatedbycommon, Cd2+orPb2+containingmediawas0.40, 0.53 and0.52
mmol· L-1 , themaximumEC50 ofPb2+was0.77, 0.87 and0.82 mmol· L-1 respectively.CdandPbtoleranceofArenaria
orbiculatarhizospherebacteriaisolatedbyCd2+containingmediawasstronger.
Keywords:media;rhizospherebacteria;cadmium;lead;tolerance
　　土壤系统中有毒重金属污染和防治一直是污染
生态学研究的难点和热点 。常用的物理化学方法由
于成本较高以及对环境造成二次污染等原因而难以
收稿日期:2009-08-14
基金项目:国家自然科学基金项目(30560034);云南省学术带头人后
备人才项目(2006PY01-34);云南省教育厅青年科研基金
项目(6Y032B0)
作者简介:湛方栋(1980—),男 , 江西赣县人 ,在读博士 , 讲师 ,主要从
事污染土壤微生物生态研究。 E-mail:zfd97@ 126.com
通讯作者:祖艳群　E-mail:zuyanqun@yahoo.com.cn
投入实际应用 ,治理效果也不够理想[ 1] ,而引起广泛
重视的植物修复技术受到土壤重金属生物有效性低
和生物量小的限制 [ 2] 。根际微生物通过其代谢活动
及代谢产物 ,能促进重金属的溶解 ,提高植物生物量 ,
强化植物修复效率 ,因此发展植物 -微生物联合修复
技术受到了重金属治理领域的广泛关注 [ 3] 。筛选耐
受重金属的微生物是开展植物 -微生物联合修复技
术的重要基础之一 ,采用含重金属的选择性培养基分
离重金属污染土壤中的微生物 ,是常用的分离重金属
耐性微生物的方法[ 4-6] 。由于长期处于重金属污染
胁迫下的微生物产生适应性 ,采用常规培养基分离重
金属污染土壤中的微生物 ,也可能获得重金属耐性微
生物。然而 ,重金属污染土壤通常是多种重金属共同
污染造成的 ,因此在制备含重金属的选择培养基时 ,
应采用哪种重金属有效分离到重金属耐性强的微生
物 ,采用含重金属的选择性培养基和常规培养基分离
获得的微生物在耐受重金属能力上是否存在巨大差
异 ,值得进行探讨 。
会泽县位于云南省东北部 ,东经 103°03′～ 103°
55′,北纬 25°48′～ 27°04′之间 ,会泽铅锌矿的采矿历
史最早可以追溯到西汉时期 [ 7] 。由于长期 、大面积的
开矿和冶炼 ,留下许多 Pb和 Cd等重金属严重污染的
采矿废弃地 。圆叶无心菜是当地铅锌矿区野生的重
金属耐性植物[ 8] ,采集其根际土壤 ,通过细菌常规培
养基和含 Pb或 Cd的选择性培养基分离铅锌矿区圆
叶无心菜的根际细菌并采用含不同浓度 Pb或 Cd的
液体培养基培养 ,研究和比较采用不同培养基分离的
细菌的 Pb和 Cd耐性 ,进而研究采用哪种培养基能够
有效分离获得重金属耐性强的圆叶无心菜根际细菌 ,
可为筛选重金属耐性菌株提供科学依据。
1　材料与方法
1.1研究材料
圆叶无心菜(ArenariaorbiculataRoyleexEdgew.
etHook.f.),石竹科无心菜属 ,二年生或多年生草
本 ,在我国主要分布于云南 、四川等省 [ 9] 。
1.2样品采集与根际土悬浊液制备
会泽县者海镇民兵应急营 Pb/Zn矿区 (海拔
2 463 ～ 2 516m, E103°42′44″, N26°38″58)土壤全氮
0.5g· kg-1 ,全磷 0.8g·kg-1 ,全钾 3.9g· kg-1 , pH
6.03, 全 Pb3 156.28 mg· kg-1 , 全 Zn45 308.21
mg·kg-1 ,全 Cd55.92 mg· kg-1。在该矿区随机连
根带土挖取野生圆叶无心菜健壮植株 10株 ,塑料纸
包扎密封根部 ,保持湿度 ,带回实验室备用 。
选用依然鲜活的 3种野生植物植株 ,轻轻抖落粘
附在根表面的土壤 ,混合 10株根系为一样品 ,置于盛
有 100mL无菌水的三角瓶中 ,振荡 15 min,获得其野
生植物的根际土壤悬浊液 ,用于进行有关微生物的测
定 [ 10] 。
1.3根际细菌分离与计数
常规培养基为牛肉膏 3.0 g,蛋白胨 5.0 g,胰水
解酪蛋白 1.0g,大豆蛋白胨 1.0g,琼脂 l8.0 g,蒸馏
水 1 000mL, pH7.0 ～ 7.2。采用分析纯固体试剂氯
化镉(CdCl2· 2.5H2O)和醋酸铅 [ Pb(CH3COO)2·
3H2O] ,配制浓度为 100 mmol· L-1的 Cd2+和 Pb2+母
液。细菌培养基灭菌后冷却至 50℃时 ,加入 Cd2+母
液使得培养基分别含 1、 2和 5 mmol· L-1的 Cd2 +,
作为含 Cd2+培养基;添加 Pb2+母液使得培养基
分别含 2、4和 10 mmol· L-1的 Pb2+,作为含 Pb2 +培
养基 [ 11] 。
采用稀释平板法 ,在细菌培养 3 d后计数。用已
经在 105℃烘箱中烘了 6 ～ 8 h、至恒重的滤纸过滤根
际土悬浊液 ,将获得的根际土进行与滤纸相同的处
理 ,烘干至恒重 ,得到根际土的干重 ,从而获得根际细
菌计数的基本单位 cfu· g-1干土(cfu, colonyforming
unit)[ 12] 。
1.4 Cd和 Pb处理下圆叶无心菜根际细菌生长量和
EC50的测定
　　用牛肉膏蛋白胨液体培养基(牛肉膏 3.0 g,蛋白
胨 5.0 g, NaCl5.0 g,蒸馏水 1 000 mL, pH 7.0 ～
7.2),通过添加定量的 Cd2+和 Pb2+储备液 ,分别制备
Cd2+浓度为 0、0.01、0.1、0.5和 2 mmol· L-1 , Pb2+浓
度为 0、0.01、0.1、1和 10 mmol· L-1的培养液 。试管
分装 ,每支试管装入 9mL培养液 ,灭菌后备用。
挑取培养 2 d的圆叶无心菜根际细菌的菌苔 ,接
入 10 mL无菌水中 ,对照浊度计 ,配制浓度为 3×108
的细菌菌悬液 [ 13] 。向不同 Cd2 +浓度的细菌培养液接
入 1 mL无菌水或圆叶无心菜根际细菌菌悬液 ,以添
加 1 mL无菌水为对照 ,接种 1 mL细菌菌悬液为处
理 ,对照和处理均设 3个平行 ,置于 28℃培养 2d后 ,
采用 721分光光度计 , 600 nm处测定培养液的 OD600
值[ 5] 。用直线内插法求出圆叶无心菜根际细菌培养
液相对 OD600值为 50%时所对应的 Cd2+和 Pb2+浓度 ,
此即 Cd2 +和 Pb2+对圆叶无心菜根际细菌生长半数抑
制浓度 EC50。
1.5数据分析
采用统计软件 DPS6.55, Duncan新复极差法 ,分
析铅锌矿区圆叶无心菜根际细菌的不同 Cd2 +浓度处
理间数量和培养液 OD600值的差异显著性(n=3),并
计算 Cd2 +和 Pb2+与铅锌矿区圆叶无心菜根际细菌培
117第 29卷增刊 农　业　环　境　科　学　学　报 　
养液 OD600值之间的相关系数。
2　结果与分析
2.1铅锌矿区圆叶无心菜根际细菌的分离与计数
　　在常规培养基上生长的铅锌矿区圆叶无心菜根
际细菌数量达到 8.37 ×107cfu· g-1干土;在 Cd2+浓
度为 1 mmol· L-1和 2 mmol· L-1的选择性培养基
上 ,数量分别为 1.06×107和 4.59×106 cfu· g-1干
土;Pb2+浓度为 2 mmol· L-1时 ,数量为 2.28 ×107
cfu· g-1干土。可见 , Cd2+和 Pb2 +均极显著减少铅锌
矿区圆叶无心菜根际细菌生长的数量 。当选择性培
养基中 Cd2+浓度为 4 mmol· L-1 , Pb2 +浓度为 5
mmol·L-1和 10 mmol· L-1时 ,完全抑制圆叶无心菜
根际细菌的生长 。
通过对比菌落形态 ,从常规培养基上挑取 12个
圆叶无心菜根际细菌菌株 ,从含 Cd2+的选择性培养
基上挑取 9个菌株 ,作为圆叶无心菜根际耐 Cd细菌 ,
从含 Pb2+的选择性培养基上挑取 7个菌株 ,作为圆叶
无心菜根际耐 Pb细菌。铅锌矿区圆叶无心菜根际细
菌 、根际耐 Cd细菌和根际耐 Pb细菌纯化后保存 ,
备用。
2.2常规培养基分离的根际细菌的铅镉耐性
　　培养液中 Cd2+浓度为 0.01 mmol· L-1时 , 12个
菌株中 , 4个菌株生长量显著下降;Cd2+浓度为 0.1
mmol·L-1时 , 10个菌株生长量显著下降;Cd2+浓度
为 0.5 mmol·L-1和 2 mmol· L-1时 , 11个菌株生长
量均极显著下降。可见 ,培养液中 Cd2 +浓度达到 0.1
mmol· L-1显著抑制圆叶无心菜根际细菌的生长 ,细
菌生长量随 Cd2 +浓度的升高而下降 , Cd2 +与铅锌矿
区圆叶无心菜根际细菌生长量呈极显著或显著负相
关。 Cd2+对 11株圆叶无心菜根际细菌的 EC50平均值
为 0.20 mmol· L-1 ,其中 , 7株菌的 EC50小于 0.20
mmol· L-1 , 4株菌的 EC50大于 0.20mmol·L-1 ,最大
值为 0.70 mmol·L-1(表 1)。
　　培养液中 Pb2+浓度为 0.01 mmol· L-1时 , 12个
菌株中 , 3个菌株生长量显著下降;Pb2+浓度为 0.1
mmol· L-1时 , 5个菌株生长量显著下降;Pb2 +浓度为
1mmol·L-1和 10mmol·L-1时 , 11个菌株生长量均
极显著下降 。可见 , 培养液中 Pb2+浓度达到 1
mmol· L-1显著抑制圆叶无心菜根际细菌的生长 ,细
菌生长量随 Pb2+浓度的升高而下降 , Pb2+与铅锌矿
区圆叶无心菜根际细菌生长量呈极显著负相关。
Pb2+对 11株圆叶无心菜根际细菌的 EC50平均值为
0.40 mmol· L-1 ,其中 , 6株圆叶无心菜根际细菌的
EC50小于 0.40 mmol· L-1 , 5株菌的 EC50大于 0.40
mmol· L-1 ,最大值为 0.71 mmol·L-1(表 2)。
2.3含 Cd2+培养基分离的根际细菌的铅镉耐性
　　培养液中 Cd2+浓度为 0.01mmol·L-1时 , 9个菌
株中 , 2个菌株生长量显著下降;Cd2+浓度为 0.1
mmol· L-1时 , 4个菌株生长量显著下降;Cd2+浓度为
表 1　Cd处理下常规培养基分离的圆叶无心菜根际细菌的 OD600值 、EC50和相关系数
Table1　OD600 value, EC50 andcorrelationcoefficientofrhizospherebacteriaisolatedbycommonmedium
ofArenariaorbiculataunderCdtreatment
菌株
Strains
不同 Cd2+浓度下 OD600值 valueofOD600
0mmol· L-1 0.01mmol· L-1 0.1mmol· L-1 0.5mmol· L-1 2mmol· L-1
EC
50
/
mmol· L-1
相关系数
correlationcoeficient
YCB-1 0.642±0.011a 0.592±0.017a 0.271±0.028b 0.136±0.008c 0.109±0.013c 0.08 -0.69＊＊
YCB-2 0.517±0.011a 0.506±0.008a 0.404±0.011b 0.121±0.011d 0.155±0.013c 0.25 -0.73＊＊
YCB-3 0.671±0.010a 0.658±0.005a 0.347±0.007b 0.153±0.010c 0.066±0.027d 0.12 -0.77＊＊
YCB-4 0.838±0.023a 0.751±0.030b 0.074±0.017d 0.204±0.017c 0.092±0.017d 0.03 -0.57＊
YCB-5 0.724±0.009a 0.595±0.074b 0.204±0.031c 0.055±0.010d 0.139±0.036cd 0.05 -0.55＊
YCB-6 0.318±0.009a 0.299±0.012b 0.283±0.014c 0.110±0.013d 0.057±0.012e 0.35 -0.87＊＊
YCB-7 0.371±0.007a 0.376±0.046a 0.133±0.007b 0.035±0.011c 0.060±0.005c 0.07 -0.61＊
YCB-9 0.487±0.020a 0.376±0.027b 0.095±0.006c 0.054±0.008c 0.061±0.007c 0.04 -0.57＊
YCB-10 0.296±0.024a 0.296±0.011a 0.152±0.023b 0.066±0.010c 0.050±0.001c 0.11 -0.71＊＊
YCB-11 0.290±0.008a 0.298±0.008a 0.276±0.007a 0.100±0.008b 0.054±0.013c 0.35 -0.86＊＊
YCB-12 0.661±0.007a 0.647±0.009ab 0.630±0.010b 0.402±0.006c 0.094±0.018d 0.70 -0.98＊＊
　　注:＊表示 P<0.05, ＊＊表示 P<0.01。 Note:＊meansP<0.05, ＊＊meansP<0.01.
118 　 湛方栋等:不同培养基分离的铅锌矿区圆叶无心菜根际细菌镉铅耐性研究 2010年 3月
表 2　Pb处理下常规培养基分离的圆叶无心菜根际细菌的 OD600值 、EC50和相关系数
Table2　OD
600
value, EC
50
andcorrelationcoefficientofrhizospherebacteriaisolatedbycommonmedium
ofArenariaorbiculataunderPbtreatment
菌株
Strains
不同 Pb2+浓度下 OD600值 valueofOD600
0mmol· L-1 0.01mmol· L-1 0.1mmol· L-1 1mmol· L-1 10mmol· L-1
EC50 /
mmol· L-1
相关系数
correlationcoeficient
YCB-1 0.642±0.011a 0.593±0.052a 0.429±0.012b 0.246±0.027c 0.108±0.064c 0.53 -0.76＊＊
YCB-2 0.517±0.011a 0.543±0.034a 0.581±0.037a 0.174±0.043b 0c 0.71 -0.81＊＊
YCB-3 0.671±0.010a 0.654±0.007a 0.489±0.029b 0.213±0.014c 0.172±0.048c 0.46 -0.69＊＊
YCB-4 0.838±0.023a 0.668±0.050b 0.802±0.038a 0.055±0.014c 0.043±0.022c 0.25 -0.68＊＊
YCB-5 0.724±0.009a 0.521±0.024b 0.520±0.043b 0.051±0.016c 0c 0.16 -0.70＊＊
YCB-6 0.318±0.009a 0.309±0.003a 0.324±0.009a 0.030±0.015b 0c 0.37 -0.73＊＊
YCB-7 0.371±0.007b 0.424±0.039ab 0.478±0.012a 0.049±0.031c 0c 0.47 -0.72＊＊
YCB-9 0.487±0.020a 0.374±0.011b 0.396±0.004b 0.041±0.018c 0c 0.29 -0.72＊＊
YCB-10 0.296±0.024a 0.297±0.006a 0.326±0.004a 0.051±0.025b 0c 0.48 -0.76＊＊
YCB-11 0.290±0.008a 0.296±0.001a 0.279±0.004a 0.033±0.051b 0b 0.38 -0.73＊＊
YCB-12 0.661±0.007a 0.648±0.005a 0.627±0.003b 0.050±0.008c 0d 0.33 -0.72＊＊
　　注:＊表示 P<0.05, ＊＊表示 P<0.01。 Note:＊meansP<0.05, ＊＊meansP<0.01.
0.5mmol·L-1和 2 mmol· L-1时 , 9个菌株生长量全
部显著下降。可见 , 培养液中 Cd2+浓度达到 0.5
mmol·L-1时 ,显著抑制圆叶无心菜根际耐 Cd细菌
的生长 ,耐 Cd细菌的生长量随培养液中 Cd2+浓度升
高而下降 , Cd2 +和 9个铅锌矿区圆叶无心菜根际耐
Cd细菌培养液 OD600值呈极显著或显著负相关 。
Cd2 +对 9株圆叶无心菜根际耐 Cd细菌的 EC50平均值
为 0.41 mmol· L-1 ,其中 , 1株圆叶无心菜根际耐 Cd
细菌的 EC50小于 0.20mmol·L-1 , 2株菌的 EC50大于
0.70mmol·L-1 ,最大值为 0.79mmol·L-1(表 3)。
培养液中 Pb2+浓度为 0.01 mmol·L-1时 , 9个菌
株中 , 3个菌株生长量显著增加 , 1个菌株生长量显著
下降;Pb2+浓度为 0.1 mmol·L-1时 , 1个菌株生长量
显著增加 ,另有 3个菌株生长量显著下降;Pb2+浓度
为 1 mmol· L-1和 10 mmol· L-1时 , 9个菌株生长量
均极显著下降。可见 ,培养液中低浓度 Pb2+促进部
分耐 Cd细菌的生长 ,浓度达到 1 mmol· L-1显著抑
制圆叶无心菜根际细菌的生长 ,随加入的 Pb2+浓度
的升高而下降 , Pb2+与铅锌矿区圆叶无心菜根际细菌
生长量呈显著或极显著负相关 。 Pb2+对 9株圆叶无
心菜根际耐 Cd细菌的 EC50平均值为 0.53 mmol·
L-1 ,其中 , 4株圆叶无心菜根际耐 Cd细菌的 EC50小
于 0.40 mmol·L-1 , 3株菌的 EC50大于 0.71 mmol·
L-1 ,最大值为0.87mmol· L-1(表 4)。
2.4含 Pb2 +培养基分离的根际细菌的铅镉耐性
　　培养液中 Cd2+浓度为 0.01 mmol· L-1时 , 7个
菌株中 , 2个菌株生长量显著下降;Cd2+浓度为 0.1
mmol· L-1时 , 5个菌株生长量显著下降;Cd2 +浓度为
0.5 mmol· L-1和 2mmol·L-1时 , 7个菌株生长量均
极显著下降 。可见 , 培养液中 Cd2 +浓度达到 0.5
mmol· L-1时 ,显著抑制圆叶无心菜根际耐 Pb细菌的
生长 ,耐 Pb细菌的生长量随培养液中的 Cd2 +浓度升
高而下降 , Cd2+和 7个铅锌矿区圆叶无心菜根际耐
Pb细菌培养液 OD600值呈极显著或显著负相关。
Cd2+对 7株圆叶无心菜根际耐 Pb细菌的 EC50平均值
为 0.24 mmol· L-1 ,其中 , 3株圆叶无心菜根际耐 Pb
细菌的 EC50小于 0.20mmol· L-1 , 2株菌的 EC50大于
0.40 mmol· L-1 ,最大值为 0.48 mmol· L-1(表 5)。
　　培养液中 Pb2+浓度为 0.01mmol·L-1时 , 7个菌
株中 ,分别有 1个菌株生长量显著增加和下降;Pb2+
浓度为 0.1 mmol· L-1时 , 4个菌株生长量显著下降;
Pb2+浓度为 1 mmol· L-1和 10 mmol· L-1时 , 7个菌
株生长量均极显著下降。可见 ,培养液中 Pb2+浓度
达到 1mmol·L-1显著抑制圆叶无心菜根际细菌的生
长 ,随加入的 Pb2 +浓度的升高而下降 , Pb2+与铅锌矿
区圆叶无心菜根际耐 Pb细菌生长量呈显著或极显著
负相关。 Pb2+对 7株圆叶无心菜根际耐 Pb细菌的
EC50平均值为 0.52 mmol· L-1 ,其中 , 3株圆叶无心
菜根际耐 Cd细菌的 EC50小于 0.40mmol·L-1 , 2株
119第 29卷增刊 农　业　环　境　科　学　学　报 　
表 3 Cd处理下含 Cd2+培养基分离的圆叶无心菜根际细菌的 OD600值 、EC50和相关系数
Table3　OD600 value, EC50 andcorrelationcoeficientofrhizospherebacteriaisolatedbyCd2+containingmedium
ofArenariaorbiculataunderCdtreatment
菌株
Strains
不同 Cd2+浓度下 OD600值 valueofOD600
0mmol· L-1 0.01mmol· L-1 0.1mmol· L-1 0.5mmol· L-1 2mmol· L-1
EC50 /
mmol· L-1
相关系数
correlationcoeficient
YGB-1 0.401±0.032a 0.375±0.014a 0.334±0.031a 0.071±0.007b 0.050±0.003b 0.23 -0.79＊＊
YGB-2 0.447±0.036a 0.353±0.008b 0.111±0.006c 0.061±0.007cd 0.035±0.007d 0.05 -0.54＊
YGB-4 0.160±0.004ab 0.168±0.003a 0.140±0.008b 0.089±0.003c 0.030±0.013d 0.65 -0.93＊＊
YGB-5 0.488±0.021a 0.490±0.009a 0.441±0.008b 0.128±0.018c 0d 0.29 -0.88＊＊
YGB-6 0.108±0.005a 0.108±0.003a 0.122±0.020a 0.064±0.004b 0.027±0.004c 0.79 -0.87＊＊
YGB-7 0.132±0.006ab 0.138±0.004a 0.158±0.032ab 0.121±0.005b 0c 0.73 -0.92＊＊
YGB-8 0.308±0.011a 0.220±0.012b 0.195±0.021b 0.104±0.003c 0.037±0.011d 0.25 -0.83＊＊
YGB-9 0.330±0.044a 0.295±0.019a 0.312±0.077a 0.072±0.004b 0.027±0.005b 0.27 -0.77＊＊
YGB-10 0.347±0.004a 0.324±0.007a 0.290±0.004b 0.157±0.003c 0.088±0.023d 0.43 -0.88＊＊
　　注:＊表示 P<0.05, ＊＊表示 P<0.01。 Note:＊meansP<0.05, ＊＊meansP<0.01.
表 4　Pb处理下含 Cd2+培养基分离的圆叶无心菜根际细菌的 OD600值 、EC50和相关系数
Table4　OD600 value, EC50 andcorrelationcoeficientofrhizospherebacteriaisolatedbyCd2+containingmedium
ofArenariaorbiculataunderPbtreatment
菌株
Strains
不同 Pb2+浓度下 OD600值 valueofOD600
0mmol· L-1 0.01mmol· L-1 0.1mmol· L-1 1mmol· L-1 10mmol· L-1
EC50 /
mmol· L-1
相关系数
correlationcoeficient
YGB-1 0.401±0.032a 0.448±0.008a 0.259±0.002b 0.063±0.030c 0.011±0.009c 0.26 -0.70＊＊
YGB-2 0.447±0.036a 0.455±0.020a 0.288±0.024b 0.036±0.009c 0c 0.21 -0.69＊＊
YGB-4 0.160±0.004c 0.451±0.004a 0.289±0.012b 0.040±0.004d 0e 0.68 -0.62＊
YGB-5 0.488±0.021a 0.361±0.009b 0.343±0.007b 0.046±0.023c 0d 0.31 -0.66＊＊
YGB-6 0.108±0.005b 0.305±0.002a 0.142±0.027b 0.046±0.027c 0.047±0.011c 0.87 -0.52＊
YGB-7 0.132±0.006b 0.307±0.024a 0.185±0.016b 0.049±0.018c 0.053±0.008c 0.78 -0.53＊
YGB-8 0.308±0.011a 0.368±0.009a 0.341±0.011a 0.128±0.015b 0.070±0.039b 0.83 -0.76＊＊
YGB-9 0.330±0.044a 0.314±0.011a 0.421±0.024a 0.080±0.029b 0.029±0.005b 0.61 -0.72＊＊
YGB-10 0.347±0.004a 0.361±0.004a 0.342±0.037a 0.021±0.006b 0.019±0.012b 0.26 -0.68＊＊
　　注:＊表示 P<0.05, ＊＊表示 P<0.01。 Note:＊ meansP<0.05, ＊＊meansP<0.01.
菌的 EC50大于 0.71mmol·L-1 ,最大值为 0.82mmol
· L-1(表 6)。
3　讨论
采用常规培养基添加不同浓度重金属的方法 ,制
备含重金属的选择性培养基 ,筛选土壤中重金属耐性
微生物是较常用的一种方法 [ 4-6, 11] 。圆叶无心菜是
云南会泽县铅锌矿区自然定居的野生重金属耐性植
物 ,长期处于重金属污染胁迫环境中 ,重金属耐性植
物及其根际细菌对重金属均产生了适应性 [ 14-16] 。虽
然通过常规培养基也能分离获得重金属耐性较强的
根际细菌 ,但含 Cd2+培养基分离的圆叶无心菜根际
细菌对 Cd和 Pb的耐性较强 ,这可能因为 Cd生物毒
性强 ,迁移性强 ,易被生物吸收和积累 ,生物半衰期
长 , Cd是限制铅锌矿区生物生存的关键因子[ 17] 。因
此 ,虽然从重金属污染土壤 ,采用不同的培养基都可
以分离得到重金属耐性微生物 ,但为了获得更好的分
离效果 ,在设计分离培养基时 ,应了解何种重金属是
该土壤限制生物生存的关键因子 ,并将该重金属纳入
培养基成分中去。
　　根际是重要的土壤和植物的界面 ,在重金属污染
土壤的生态重建和植物修复过程中有着极其重要的
120 　 湛方栋等:不同培养基分离的铅锌矿区圆叶无心菜根际细菌镉铅耐性研究 2010年 3月
表 5　Cd处理下含 Pb2+培养基分离的圆叶无心菜根际细菌的 OD600值 、EC50和相关系数
Table5　OD600 value, EC50 andcorrelationcoefficientofrhizospherebacteriaisolatedbyPb2+containingmedium
ofArenariaorbiculataunderCdtreatment
菌株
Strains
不同 Cd2+浓度下 OD600值 valueofOD600
0mmol· L-1 0.01mmol· L-1 0.1mmol· L-1 0.5mmol· L-1 2mmol· L-1
EC50 /
mmol· L-1
相关系数
correlationcoeficient
YQB-1 0.408±0.012a 0.402±0.013a 0.279±0.006b 0.052±0.033c 0.055±0.010c 0.17 -0.75＊＊
YQB-2 0.338±0.012a 0.344±0.010a 0.332±0.005a 0.137±0.005b 0.012±0.002c 0.41 -0.93＊＊
YQB-4 0.366±0.015a 0.401±0.027a 0.347±0.024a 0.087±0.005b 0.082±0.004b 0.29 -0.78＊＊
YQB-5 0.326±0.017a 0.236±0.007b 0.238±0.009b 0.076±0.004c 0d 0.23 -0.86＊＊
YQB-6 0.268±0.075a 0.206±0.017ab 0.105±0.007bc 0.065±0.005c 0c 0.07 -0.70＊＊
YQB-7 0.397±0.012a 0.394±0.011a 0.318±0.013b 0.194±0.011c 0.024±0.008d 0.48 -0.95＊＊
YQB-8 0.565±0.015a 0.466±0.010b 0.194±0.008c 0.081±0.008d 0.012±0.002e 0.06 -0.73＊＊
　　注:＊表示 P<0.05, ＊＊表示 P<0.01。 Note:＊meansP<0.05, ＊＊meansP<0.01.
表 6　Pb处理下含 Pb2+培养基分离的圆叶无心菜根际细菌的 OD600值 、EC50和相关系数
Table6　OD600 value, EC50 andcorrelationcoefficientofrhizospherebacteriaisolatedbyPb2+containingmedium
ofArenariaorbiculataunderPbtreatment
菌株
Strains
不同 Pb2+浓度下 OD
600
值 valueofOD
600
0mmol· L-1 0.01mmol· L-1 0.1mmol· L-1 1mmol· L-1 10mmol· L-1
EC50 /
mmol· L-1
相关系数
correlationcoeficient
YQB-1 0.408±0.012a 0.425±0.018a 0.227±0.017b 0.152±0.024c 0d 0.28 -0.80＊＊
YQB-2 0.338±0.012a 0.344±0.005a 0.337±0.002a 0.145±0.034b 0.059±0.005c 0.82 -0.82＊＊
YQB-4 0.366±0.015b 0.451±0.014a 0.270±0.010c 0.054±0.019d 0.030±0.006d 0.32 -0.67＊＊
YQB-5 0.326±0.017a 0.346±0.046a 0.444±0.022a 0.130±0.056b 0.127±0.047b 0.82 -0.60＊
YQB-6 0.268±0.075a 0.250±0.017a 0.319±0.037a 0.084±0.011b 0.049±0.019b 0.68 -0.66＊＊
YQB-7 0.397±0.012a 0.398±0.013a 0.224±0.013b 0.171±0.033b 0.026±0.011c 0.45 -0.80＊＊
YQB-8 0.565±0.015a 0.446±0.031b 0.361±0.015c 0.154±0.023d 0.122±0.019d 0.29 -0.67＊
　　注:＊表示 P<0.05, ＊＊表示 P<0.01。 Note:＊meansP<0.05, ＊＊meansP<0.01.
生态作用 ,其中 ,根际微生物通过分泌螯合物质 、产酸
和改变氧化还原电位等方式 ,改变重金属的形态 ,影
响重金属的生物有效性 ,促进植物生长。接种从重金
属污染土壤筛选出来的具有较强的重金属抗性和活
化重金属能力的细菌 ,在提高生态重建和植物修复效
率方面具有重大的开发潜力 [ 18-20] 。例如 ,接种重金
属耐性细菌 ,增强超累积植物东南景天(Sedumalfre-
di)对 N、P、Cd和 Zn的吸收 ,提高叶片叶绿素含量 ,
促进东南景天的生长 ,提高植物的重金属耐性 ,促进
重金属由地下部分向地上部分分配 [ 21 -22] ;接种 Cd耐
性细菌 , 能够在油菜根部很好的定植 , 促进油菜
(Brassicanapus)的生长 ,提高油菜对 Cd的吸收 [ 23] 。
表明重金属耐性植物的根际微生物对于植物适应重
金属胁迫有重要意义 ,发展植物 -微生物联合修复技
术能够提高植物修复的效率 [ 24] 。当然 ,土壤重金属 、
重金属耐性植物和根际耐性微生物三者之间的相互
作用非常复杂 ,需要更全面深入的研究 ,加强重金属
耐性植物根际微生物的研究 ,了解耐性植物 、微生物
和重金属在根际界面中相互关系与作用 ,以便更有效
地利用耐性植物进行生态重建和植物修复。
4　结论
Cd2+和 Pb2+均极显著减少铅锌矿区圆叶无心菜
根际细菌在含 Cd2 +和 Pb2 +的细菌培养基上生长的数
量 ,抑制铅锌矿区圆叶无心菜根际细菌在培养基中的
生长 ,其生长量随加入的 Cd2+和 Pb2+浓度的升高而
下降 。
Cd2+和 Pb2+对含 Cd2+的细菌培养基分离的圆叶
无心菜根际细菌 EC50平均值和最大值的影响均较大 ,
本研究采用的 3种细菌培养基中 ,含 Cd2 +的培养基
121第 29卷增刊 农　业　环　境　科　学　学　报 　
分离的圆叶无心菜根际细菌对 Cd和 Pb的耐性较强 。
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