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废弃铅锌矿区和非矿区小花南芥根际真菌的分离及其铅耐性研究



全 文 :生态环境学报 2010, 19(3): 599-604 http://www.jeesci.com
Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@jeesci.com
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(2006 PY01-34);云南省教育厅青年科研基金项目(6Y032B0)
作者简介:湛方栋(1980年生),男,讲师,博士研究生,主要从事污染土壤微生物生态研究。E-mail: zfd97@y126.com
∗通讯作者:祖艳群,E-mail: zuyanqun@yahoo.com.cn
收稿日期:2010-01-14
废弃铅锌矿区和非矿区小花南芥根际真菌的
分离及其铅耐性研究
湛方栋,何永美,李元,祖艳群*
云南农业大学资源与环境学院,云南 昆明 650201

摘要:采用常规、含 Cd2+和含 Pb2+马丁氏培养基,对云南省会泽县废弃铅锌矿区和非矿区小花南芥(Arabis alpina Linn)根
际真菌进行分离和鉴定,将分离的菌株接种在含不同浓度(0、0.1、1和 10 mmol L-1)Pb2+的马铃薯葡萄糖培养液中,比较
废弃铅锌矿区和非矿区小花南芥根际真菌的铅耐性,结果表明:从废弃铅锌矿区和非矿区小花南芥根际共分离获得 11个属
的 54株真菌。大于 1 mmol L-1的 Pb2+显著抑制铅锌矿区和非矿区小花南芥根际真菌的生长;含 Cd2+和含 Pb2+的马丁氏培养
基分离的铅锌矿区小花南芥根际真菌 Pb2+的生长半数抑制浓度(EC50)平均值和最大值均明显大于非矿区,铅锌矿区小花南
芥根际真菌对 Pb2+的耐性强于非矿区。
关键词:铅锌矿区;小花南芥;根际真菌;铅
中图分类号:X172 文献标识码:A 文章编号:1674-5906(2010)03-0599-06
由于采矿、污水灌溉、污泥施用和施肥等原因,
重金属 Pb 污染土壤面积逐步扩大,污染程度日益
严重。在 Pb 污染的土壤中,存在大量的耐铅真菌
[1-4],目前研究报道较多的是利用耐铅的外生菌根真
菌[5]和丛枝菌根真菌[6, 7]提高宿主植物耐受和积累
Pb 的能力。由于植物根际真菌在改变根际土壤中
Pb的毒性和生物有效性,提高地上植物对 Pb的耐
性等方面也有重要作用,可用于发展根际真菌—植
物联合修复 Pb 污染土壤的新途径,日益受到重金
属污染修复研究的关注[8, 9]。筛选耐 Pb的根际真菌
是开展联合修复的基础工作,目前常采用含 Pb 的
培养基分离 Pb污染土壤中的耐 Pb真菌[10, 11]。然而,
重金属污染土壤多为多种重金属的复合污染,在培
养基中添加其它重金属是否也能有效分离到耐 Pb
真菌,对于拓宽有效分离耐 Pb 真菌的途径,评价
污染 Pb土壤植物根际真菌的 Pb耐性,具有重要意
义。
会泽县位于云南省东北部,介于东经 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,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。小花南芥是云南会泽县铅锌
矿区野生的重金属耐性植物[12],在周边非矿区也有
生长。因此,采集云南省会泽县铅锌矿区和非矿区
小花南芥的根际土壤,采用含 Cd2+和含 Pb 马丁氏
培养基分离铅锌矿区和非矿区小花南芥的根际真
菌,利用含不同 Pb2+浓度的液体培养基培养铅锌矿
区和非矿区小花南芥根际真菌,研究和评价采用不
同培养基分离的铅锌矿区和非矿区小花南芥根际
真菌的 Pb耐性,为更有效地筛选耐 Pb真菌提供科
学依据。
1 材料与方法
1.1 研究材料
小花南芥(Arabis alpina Linn),十字花科南
芥属,二年生野生草本植物,生长在 1 600~3 000 m
的山坡林下、草丛中或沟旁,分布在云南、贵州、
四川等地[13]。
1.2 样品采集与根际真菌的分离及其鉴定
2007 年 7 月,在会泽县者海镇民兵应急营
Pb/Zn 矿区(海拔 2 463~2 516 m,103°42′44 E,
26°38′58 N)和附近非矿区,铅锌矿区土壤全氮 0.5
g·kg-1,全磷 0.8 g·kg-1,全钾 3.9 g·kg-1,pH值 6.03,
全 Pb 3 156.28 mg·kg-1,全 Zn 45 308.21 mg·kg-1,全
Cd 55.92 mg·kg-1;非矿区土壤全氮 0.5 g·kg-1,全磷
0.8 g·kg-1,全钾 3.9 g·kg-1,pH值 7.01,全 Pb 56.28
mg·kg-1,全 Zn 175.21 mg·kg-1,全 Cd 1.92 mg·kg-1。
随机连根带土挖取野生小花南芥健壮植株 10 株,
塑料纸包扎密封根部,保持湿度,鲜活地带回实验
室,备用。
选用依然鲜活的野生小花南芥植株,轻轻抖动
除去粘附在根表面的土壤,混合 10 株根系为一样
品,置于盛有 100 ml无菌水的三角瓶中,振荡 15
600 生态环境学报 第 19卷第 3期(2010年 3月)
min,获得铅锌矿区和非矿区野生小花南芥的根际
土壤悬浊液,用于根际真菌的分离[14]。
根际真菌分离的常规培养基为马丁氏培养基。
采 用 氯 化 镉 ( CdCl2·2.5H2O ) 和 醋 酸 铅
[Pb(CH3COO)2·3H2O]分析纯固体试剂,配制浓度为
100 mmol·L-1的 Cd2+和 Pb2+母液。马丁氏培养基灭
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+母液使得培养基含 2、4和 10 mmol·L-1
的 Pb2+,作为含 Pb2+培养基[15]。采用稀释平板法,
根际真菌培养 3 d后,依据真菌的菌落形态挑取菌
株,采用 PDA培养基分离纯化和保存。
小花南芥根际真菌的分类鉴定[16], 采用察氏培
养基, 于(28±1) ℃培养, 观察它的培养特征和显微
形态。
1.3 Pb 处理下小花南芥根际真菌生长量和 EC50
的测定
采用马铃薯葡萄糖培养基,添加定量的 Pb2+储
备液,制备 Pb2+浓度分别为 0、0.1、1和 10 mmol·L-1
的培养液,50 mL三角瓶分装,每个三角瓶装入 20
mL培养液,灭菌后备用。
利用直径为 6 mm的打孔器,获得培养 7 d的
小花南芥根际真菌的菌落,每 20 mL培养液接种 1
片直径为 6 mm的菌落,28 ℃静止培养 7 d后,用
已在 80 ℃烘了 24 h的干滤纸过滤,得到真菌菌丝
体,再将滤纸和菌丝体置于 80 ℃烘干 24 h后,取
出称重,该重减去滤纸干重,从而得到菌丝体生物
量。用直线内插法求出小花南芥根际真菌生物量为
50%时所对应的 Pb2+浓度,即 Pb2+对小花南芥根际
真菌生长半数抑制浓度 EC50值。
1.4 数据分析
采用统计软件 DPS6.55,Duncan新复极差法分
析铅锌矿区和非矿区小花南芥根际真菌的不同Pb2+
浓度处理间生物量的差异显著性(n=3),并计算
Pb2+与根际真菌生物量之间的相关系数(n=12)。
2 结果与分析
2.1 铅锌矿区和非矿区小花南芥根际真菌的分离
及其鉴定
通过对比菌落形态,采用常规、含Cd2+和含Pb2+
的马丁氏培养基分别从铅锌矿区和非矿区分离了
25和 29株真菌(表 1)。由常规、含 Cd2+和含 Pb2+
的马丁氏培养基分别分离了 5、10 和 10 个铅锌矿
区小花南芥根际真菌菌株,其中,葡萄孢霉属
( Botryosporium ) 真 菌 8 株 , 头 孢 霉 属
(CepHalosporium)真菌 7株,青霉属(Penicillinm)
真菌 5株,毛霉属(Mucor)、木霉属(Trichoderma)、
铰 链 孢 霉 属 ( Alternaria ) 、 简 梗 孢 霉 属
(Chromosporium)和根霉属(Rhizopus)真菌各 1
株。葡萄孢霉属、头孢霉属和青霉属真菌为优势菌
株,分别占分离菌株的 32%、28%和 20%。
从常规、含 Cd2+和含 Pb2+的马丁氏培养基上分
别挑取和保存了 6、13 和 10 个非矿区小花南芥根
际真菌菌株,其中,头孢霉属真菌 8株,青霉属和
葡萄孢霉属真菌各 4株,毛霉属真菌 3株,黑葱花
霉属(Periconia)、拟青霉属(Penicilliopsis)、木
霉属和曲霉属真菌各 2株,根霉属和铰链孢霉属真
菌各 1株。头孢霉属真菌为优势菌株,占分离菌株
的 27.6%,青霉属、葡萄孢霉属和毛霉属真菌次之,
这 3个属的真菌占分离菌株的 37.9%。
2.2 马丁氏培养基分离的铅锌矿区和非矿区小花
南芥根际真菌的铅耐性
5 个铅锌矿区小花南芥根际真菌菌株在培养液
Pb2+浓度为 0.1、1和 10 mmol·L-1,分别有 1个、4
个和 5 个菌株的生长量显著下降。6 个非矿区小花
南芥根际真菌菌株在培养液 Pb2+浓度为 1 和 10
mmol·L-1,5 个和 6 个菌株的生长分别显著下降。
表 1 铅锌矿区和非矿区小花南芥根际分离的真菌菌株
Table 1 Fungal isolates isolated in the rhizosphere of Arabis alpine in lead-zinc mine area and non-mining area
属名 铅锌矿区菌株 非矿区菌株
葡萄孢霉属(Botryosporium) KXF-7、KCF-2、KCF-4、KCF-7、KCF-8、KPF-1、KPF-4、
KPF-6
FXF-7、FCF-3、FCF-7、FCF-13
头孢霉属(Cephalosporium) KXF-1、KXF-2、KXF-3、KPF-2、KPF-3、KPF-8、KPF-11 FXF-5、FCF-4、FPF-1、FPF-3、FPF-5、FPF-6、
FPF-8、FPF-11
青霉属(Penicillinm) KXF-5、KCF-1、KCF-3、KCF-5、KPF-9 FCF-2、FCF-12、FPF-7、FPF-12
毛霉属(Mucor) KCF-9 FXF-2、FCF-5、FPF-2
木霉属(Trichoderma) KCF-10 FXF-9、FCF-14
铰链孢霉属(Alternaria) KPF-13 FPF-13
根霉属(Rhizopus) KPF-10 FCF-10
简梗孢霉属(Chromosporium) KCF-6 -
黑葱花霉属(Periconia) - FCF-1、FCF-6
拟青霉属(Penicilliopsis) - FXF-1、FXF-9
曲霉属(Aspergillus) - FCF-9、FCF-11

湛方栋等:废弃铅锌矿区和非矿区小花南芥根际真菌的分离及其铅耐性研究 601
可见 Pb2+浓度达到 1 mmol·L-1,显著抑制常规马丁
氏培养基分离的铅锌矿区和非矿区小花南芥根际
真菌的生长,除个别菌株外,Pb2+与铅锌矿区和非
矿区小花南芥根际真菌生长量呈极显著或显著负
相关。
Pb2+对 5株铅锌矿区小花南芥根际真菌的 EC50
平均值为 1.27 mmol·L-1,EC50 最大值为 2.71
mmol·L-1;Pb2+对 6株小花南芥根际真菌的 EC50平
均值为 0.98 mmol·L-1,最大值为 2.27 mmol·L-1(表
2)。可见采用常规马丁氏培养基分离的铅锌矿区和
非矿区小花南芥根际真菌的铅耐性差异不明显。
2.3 含 Cd2+马丁氏培养基分离的铅锌矿区和非矿
区小花南芥根际真菌的铅耐性
培养液 Pb2+浓度为 1和 10 mmol·L-1时,分别有
4 个和 8 个铅锌矿区小花南芥根际真菌菌株生长显
著下降;培养液 Pb2+浓度为 0.1、1和 10 mmol·L-1
时,分别有 2个、9个和 13个非矿区小花南芥根际
真菌菌株生长显著下降。可见,Pb2+抑制铅锌矿区
和非矿区小花南芥根际真菌的生长,随 Pb2+浓度升
高而铅锌矿区和非矿区小花南芥根际真菌的生长
下降,Pb2+与大部分铅锌矿区和非矿区小花南芥根
际真菌生长量呈极显著或显著负相关。
Pb2+对含 Cd2+马丁氏培养基分离的 10 株铅锌
矿区小花南芥根际真菌的 EC50 平均值为 2.48
mmol·L-1,6 株铅锌矿区小花南芥根际真菌的 EC50
值大于 2.00 mmol·L-1,EC50最大值为 4.50 mmol·L-1;
对 13株非矿区小花南芥根际真菌的 EC50平均值为
1.39 mmol·L-1,3 株铅锌矿区小花南芥根际真菌的
EC50值大于 2.00 mmol·L-1,最大值为 2.77 mmol·L-1
(表 2)。含 Cd2+马丁氏培养基分离的铅锌矿区小花
南芥根际真菌的 EC50 平均值和最大值均明显大于
非矿区小花南芥根际真菌,表明采用含 Cd2+马丁氏
培养基分离的铅锌矿区小花南芥根际真菌的铅耐
性明显大于非矿区。
2.4 含 Pb2+马丁氏培养基分离的铅锌矿区和非矿
区小花南芥根际真菌的铅耐性
在培养液 Pb2+浓度为 1和 10 mmol·L-1,2个、
5个和10个铅锌矿区小花南芥根际真菌的生长显著
下降;培养液 Pb2+浓度为 1和 10 mmol·L-1,7个和
10个非矿区小花南芥根际真菌的生长显著下降。含
Pb2+培养基分离的铅锌矿区和非矿区小花南芥根际
真菌的生长随加入的 Pb2+浓度升高而下降,Pb2+与
铅锌矿区和非矿区小花南芥根际真菌的生长量呈
极显著或显著负相关。
Pb2+对含Pb2+马丁氏培养基分离的10株铅锌矿
区小花南芥根际真菌的 EC50 平均值为 2.39
mmol·L-1,6 株铅锌矿区小花南芥根际真菌的 EC50
值大于 2.00 mmol·L-1,EC50最大值为 4.15 mmol·L-1;
对 10株非矿区小花南芥根际真菌的 EC50平均值为
1.45 mmol·L-1,3 株铅锌矿区小花南芥根际真菌的
EC50值大于 2.00 mmol·L-1,最大值为 3.67 mmol·L-1
(表 3)。含 Pb2+马丁氏培养基分离的铅锌矿区小花
南芥根际真菌的 EC50 平均值和最大值均明显大于
非矿区小花南芥根际真菌,表明采用含 Pb2+马丁氏
培养基分离的铅锌矿区小花南芥根际真菌的铅耐
性明显大于非矿区。
2.5 不同培养基分离的铅锌矿区和非矿区小花南
芥根际真菌的铅耐性比较
采用常规、含 Cd2+和含 Pb2+的马丁氏培养基从
铅锌矿区共分离获得 25株小花南芥根际真菌,Pb2+
对这些菌株的 EC50平均值为 2.20 mmol·L-1,其中,
常规马丁氏培养基分离出 1株铅锌矿区小花南芥根
表 2 Pb 处理下马丁氏培养基分离的矿区和非矿区小花南芥根际真菌的生长量、EC50和相关系数
Table 2 Biomass, EC50 value and correlation coefficient of rhizosphere fungi isolated by Martin’s media of Arabis alpine in lead-zinc mine area
and non-mining area with Pb2+ treatment
生物量/mg 样地 菌株
无 Pb2+ 0.1 mmol·L-1 Pb2+ 1 mmol·L-1 Pb2+ 10 mmol·L-1 Pb2+
EC50/
(mmol·L-1)
相关系数
Cephalosporium sp. KXF-1 112.0±6.3 a 83.5±15.5 ab 73.5±9.2 b 17.5±4.2 c 2.71 -0.87**
Cephalosporium sp. KXF-2 124.9±8.1 a 87.4±10.8 b 48.4±12.2 c 13.6±6.0 d 0.61 -0.77**
Cephalosporium sp. KXF-3 109.9±15.4 a 92.3±10.3 a 46.1±12.2 b 11.6±5.9 b 0.77 -0.78**
Penicillinm sp. KXF-5 124.6±9.7 a 136.5±9.3 a 63.9±12.5 b 24.3±5.7 c 1.23 -0.82**
矿区
Botryosporium sp. KXF-7 118.7±11.5 a 80.2±15.0 a 73.5±17.6 a 27.5±6.0 b 1.05 -0.76**
Penicilliopsis sp. FXF-1 115.2±17.8 a 105.7±25.3 a 38.6±14.1 b 14.5±8.1 b 0.64 -0.68*
Mucor sp. FXF-2 86.3±6.7 a 51.5±17.7 ab 30.2±11.0 b 17.7±8.6 b 0.40 -0.59*
Cephalosporium sp. FXF-5 81.6±20.0 a 53.9±17.4 ab 38.8±24.1 ab 17.3±8.2 b 0.86 -0.54
Botryosporium sp. FXF-7 107.4±16.6 a 76.8±14.7 a 34.9±12.2 b 0 b 0.51 -0.76**
Trichoderma sp. FXF-8 101.6±13.3 a 82.1±8.4 a 52.1±7.3 b 13.7±3.9 c 1.17 -0.83**
非矿区
Penicilliopsis sp. FXF-9 124.7±15.3 a 119.1±19.7 a 73.3±8.2 b 23.2±8.8 c 2.27 -0.83**
*表示 P<0.05,**表示 P<0.01
602 生态环境学报 第 19卷第 3期(2010年 3月)
际真菌 EC50值大于 2.20 mmol·L-1,含 Cd2+和含 Pb2+ 的马丁氏培养基均分离出 5株铅锌矿区小花南芥根
表 3 Pb2+处理下含Cd2+培养基分离的矿区和非矿区小花南芥根际真菌的生长量、EC50和相关系数
Table 3 Biomass, EC50 value and correlation coefficient of rhizosphere fungi isolated by Cd2+ containing Martin’s media
of Arabis alpine in lead-zinc mine area and non-mining area with Pb2+ treatment
生物量/mg 样地 菌株
无 Pb2+ 0.1 mmol·L-1 Pb2+ 1 mmol·L-1 Pb2+ 10 mmol·L-1 Pb2+
EC50/
(mmol·L-1)
相关系数
Penicillinm sp. KCF-1 102.3±23.0 a 78.0±18.0 a 57.9±6.6 ab 26.1±4.3 b 1.38 -0.69**
Botryosporium sp. KCF-2 113.8±43.5 a 72.2±17.2 a 70.4±10.7 a 36.5±12.8 a 3.91 -0.50
Penicillinm sp. KCF-3 96.3±17.8 a 61.4±14.5 a 57.1±12.8 a 13.6±4.6 b 2.06 -0.74**
Botryosporium sp.KCF-4 107.3±15.8 a 113.1±24.4 a 46.0±8.5 b 29.8±1.7 b 0.85 -0.66*
Penicillinm sp. KCF-5 127.7±24.7 a 111.9±2.2 a 84.4±14.9 a 31.3±13.2 b 3.54 -0.80**
Chromosporium sp.KCF-6 138.1±22.8 a 108.8±20.3 ab 74.3±11.8 bc 22.1±4.9 c 1.54 -0.79**
Botryosporium sp. KCF-7 124.8±14.7 a 98.3±13.0 ab 79.7±9.2 b 28.5±8.3 c 3.14 -0.84**
Botryosporium sp. KCF-8 114.4±1.7 a 91.1±6.4 ab 71.9±10.7 b 25.5±16.3 c 2.99 -0.84**
Mucor sp. KCF-9 89.9±16.1 a 98.5±35.9 a 59.3±15.3 a 29.1±9.1 a 4.50 -0.59*
矿区
Trichoderma sp. KCF-10 93.9±23.3 a 82.3±15.4 a 43.6±13.4 ab 16.2±3.5 b 0.89 -0.69**
Periconia sp. FCF-1 131.3±24.7 a 88.3±13.2 ab 60.6±7.9 bc 36.7±3.0 c 0.81 -0.65*
Penicillinm sp. FCF-2 119.5±15.8 a 88.1±33.6 ab 57.1±11.3 ab 21.2±7.7 b 2.46 -0.67*
Botryosporium sp. FCF-3 100.1±16.9 a 66.9±9.0 ab 57.7±13.1 ab 28.0±12.1 b 2.77 -0.67**
Cephalosporium sp. FCF-4 107.2±18.8 a 96.4±7.6 ab 61.2±6.4 b 17.5±6.7 c 1.96 -0.83**
Mucor sp. FCF-5 90.1±22.7 a 64.5±13.9 ab 37.0±17.0 ab 25.6±12.8 b 0.68 -0.52
Periconia sp. FCF-6 112.8±16.4 a 78.2±10.3 ab 67.7±10.5 b 10.1±1.9 c 1.86 -0.85**
Botryosporium sp. FCF-7 93.5±12.9 a 72.4±5.7 a 27.6±10.8 b 0 b 0.51 -0.77**
Aspergillus sp. FCF-9 96.0±19.5 a 74.1±15.0 ab 45.3±20.0 ab 33.5±9.1 b 0.89 -0.54
Rhizopus sp. FCF-10 94.2±12.4 a 81.4±8.8 a 36.8±11.7 b 19.5±5.7 b 0.72 -0.71**
Aspergillus sp.FCF-11 107.7±7.2 a 67.1±9.0 b 58.9±19.8 b 15.0±6.4 c 1.59 -0.77**
Penicillinm sp. FCF-12 102.9±4.7 a 71.5±9.3 b 24.4±5.2 c 0 d 0.38 -0.76**
Botryosporium sp. FCF-13 93.0±11.0 a 84.0±11.9 ab 54.6±13.6 bc 22.7±7.6 c 2.64 -0.78**
非矿区
Trichoderma sp. FCF-14 109.7±12.8 a 67.3±20.4 ab 51.2±19.1 b 36.2±14.4 b 0.78 -0.51
*表示 P<0.05,**表示 P<0.01

表 4 Pb 处理下含 Pb培养基分离的矿区和非矿区小花南芥根际真菌的生长量、EC50和相关系数
Table 4 Biomass, EC50 value and correlation coefficient of rhizosphere fungi isolated by Pb2+ containing Martin’s media
of Arabis alpine in lead-zinc mine area and non-mining area with Pb2+ treatment
生物量/mg 样地 菌株
无 Pb2+ 0.1 mmol·L-1 Pb2+ 1 mmol·L-1 Pb2+ 10 mmol·L-1 Pb2+
EC50/
(mmol·L-1)
相关系数
Botryosporium sp.KPF-1 116.9±12.4 a 71.0±14.5 b 60.1±11.7 b 30.7±9.1 b 1.37 -0.67*
Cephalosporium sp. KPF-2 102.0±16.2 a 111.7±11.2 ab 66.3±13.9 b 24.3±9.1 c 3.35 -0.80**
Cephalosporium sp. KPF-3 124.5±13.1 a 73.1±9.5 b 86.7±12.3 b 33.6±4.8 c 4.15 -0.76**
Botryosporium sp.KPF-4 105.7±25.7 a 69.2±18.6 ab 50.4±18.0 ab 18.3±9.6 b 0.87 -0.63*
Botryosporium sp.KPF-6 87.9±16.1 a 80.7±14.9 a 33.9±3.6 b 12.5±5.3 b 0.73 -0.72**
Cephalosporium sp. KPF-8 81.9±22.8 a 73.8±8.6 a 54.4±13.6 ab 19.4±3.0 b 3.49 -0.73**
Penicillinm sp. KPF-9 88.2±25.2 a 68.3±14.6 ab 45.4±8.5 ab 23.2±10.5 b 1.39 -0.61*
Rhizopus sp.KPF-10 112.5±13.4 a 98.4±16.7 a 74.7±6.8 a 29.8±10.8 b 3.78 -0.82**
Cephalosporium sp. KPF-11 88.3±4.6 a 58.6±13.3 ab 49.6±10.2 bc 19.0±7.4 c 2.09 -0.75**
矿区
Alternaria sp. KPF-13 79.0±22.3 a 82.6±5.3 a 53.2±13.0 ab 10.5±3.2 b 2.65 -0.80**
Cephalosporium sp. FPF-1 106.6±22.6 a 97.5±9.3 a 66.3±14.8 ab 22.6±7.7 b 2.82 -0.78**
Mucor sp. FPF-2 115.9±9.4 a 90.3±9.8 a 29.0±9.5 b 0 c 0.45 -0.77**
Cephalosporium sp. FPF-3 81.1±16.6 a 64.2±17.5 ab 48.5±13.7 ab 18.8±7.4 b 2.70 -0.68*
Cephalosporium sp. FPF-5 111.4±13.9 a 89.4±8.5 ab 53.1±8.5 bc 29.9±14.1 c 0.92 -0.72**
Cephalosporium sp. FPF-6 80.4±17.5 a 58.5±11.2 ab 23.3±5.3 bc 10.8±2.7 c 0.47 -0.65*
Penicillinm sp. FPF-7 91.9±12.2 a 63.9±7.0 ab 47.2±9.7 b 13.8±7.6 c 1.19 -0.78**
Cephalosporium sp. FPF-8 97.9±12.6 a 76.5±12.1 ab 40.2±13.9 bc 16.4±7.0 c 0.73 -0.72**
Cephalosporium sp. FPF-11 96.2±11.2 a 76.0±10.0 a 39.6±14.6 b 17.0±3.1 b 0.73 -0.73**
Penicillinm sp. FPF-12 133.8±13.6 a 104.1±11.6 a 60.1±10.4 b 39.1±11.2 b 0.82 -0.70**
非矿区
Alternaria sp. FPF-13 129.1±14.1 a 86.0±16.2 ab 82.5±17.5 ab 36.0±10.3 b 3.67 -0.73**
*表示 P<0.05,**表示 P<0.01
湛方栋等:废弃铅锌矿区和非矿区小花南芥根际真菌的分离及其铅耐性研究 603
际真菌 EC50值大于 2.20 mmol·L-1。
采用常规、含 Cd2+和含 Pb2+的马丁氏培养基从
非矿区共分离获得 29 株小花南芥根际真菌,Pb2+
对这些菌株的 EC50平均值为 1.32 mmol·L-1,其中,
常规马丁氏培养基分离出 1株非矿区小花南芥根际
真菌 EC50值大于 1.32 mmol·L-1,含 Cd2+和含 Pb2+
的马丁氏培养基分别分离出 6株和 3株铅锌矿区小
花南芥根际真菌 EC50值大于 1.32 mmol·L-1。结合比
较这 3 种培养基分离的小花南芥根际真菌 Pb2+的
EC50的平均值和最大值,可见采用含 Cd2+和含 Pb2+
的马丁氏培养基分离出的小花南芥根际真菌对Pb2+
的耐性较强,尤其以从铅锌矿区分离的小花南芥根
际真菌对 Pb2+耐性最强。
3 讨论
采用合成培养基[17, 18]和天然培养基[1, 19]评价真
菌重金属耐性的研究均有报道。采用 MMN、查氏
等合成培养基评价真菌的重金属耐性,由于合成培
养基成分明确,组成较简单,有机化合物含量少,
在添加重金属离子后,不形成或少形成沉淀,培养
液内有效重金属离子浓度可能更接近试验设计浓
度。本试验采用马铃薯葡萄糖培养基测定小花南芥
根际真菌的 Pb2+耐性,该类培养基制备简单,营养
丰富,适宜真菌生长,但由于该培养基含有较多的
有机物,发现该培养基添加 Pb2+后产生较多沉淀,
沉淀的产生量随加入 Pb2+的浓度增加而增多,推测
这些沉淀可能是培养基内的天然有机物与Pb2+形成
了络合物[20],可能导致培养基内 Pb2+有效浓度低于
试验设计的 Pb2+浓度,进而使 Pb2+对小花南芥根际
真菌的 EC50测定值与实际值出现偏差,但在培养条
件一致情况下,采用马铃薯葡萄糖培养基测定和比
较不同真菌的 Pb耐性,仍可以反映不同真菌 Pb耐
性的大小。
利用含不同浓度重金属的培养基,是一种常用
有效筛选和分离土壤中重金属耐性微生物的方法
[10-11]。本试验采用含 Cd2+和含 Pb2+培养基能够分离
获得的 Pb 耐性强的铅锌矿区小花南芥根际真菌,
由于铅锌矿区小花南芥生长于Pb2+污染严重的土壤
上,其根际真菌对 Pb2+产生了适应,存在大量 Pb
耐性强的真菌,因此采用含 Pb2+培养基能够分离出
Pb耐性真菌;在铅锌矿区还存在比 Pb2+的生物毒性
和迁移性更强、更易被生物吸收和积累的Cd2+,Cd2+
是限制铅锌矿区生物生存的关键因子[21],采用含
Cd2+培养基分离的真菌可能更适应 Cd、Pb 污染严
重的铅锌矿区,对铅锌矿区多种重金属均具耐性,
因此,采用含 Cd2+培养基也能够从铅锌矿区小花南
芥根际分离出 Pb 耐性的真菌,并可能对 Pb 和 Cd
以外的重金属都具有一定的耐性。
从重金属严重污染的土壤上分离耐重金属的
根际真菌,对重金属超累积植物接种根际真菌,利
用根际真菌的生物吸附、富集、溶解、沉淀、氧化
与还原等作用,改变重金属的形态,影响重金属的
生物有效性,能提高植物修复效率[22, 23]。另外可
以直接筛选重金属耐性强、生物量大、重金属吸附
去除能力强的真菌,用于生物吸附,达到去除污染
环境重金属的目的[24-26]。因此,从重金属污染严
重的土壤筛选重金属耐性强的根际真菌,可以为开
展耐性植物—微生物联合修复或微生物修复提供
新途径。
4 结论
铅锌矿区小花南芥根际真菌的Pb2+耐性比非矿
区小花南芥根际真菌强,采用常规、含Cd2+和含Pb2+
的马丁氏培养基都能够从铅锌矿区小花南芥根际
分离获得 Pb2+耐性强的真菌。但采用含 Cd2+和含
Pb2+的马丁氏培养基分离的铅锌矿区小花南芥根际
真菌 Pb2+的 EC50 平均值和最大值均明显大于常规
马丁氏培养基分离的真菌,表明采用含 Cd2+和含
Pb2 的马丁氏培养基能更有效的分离获得 Pb2+耐性
强的真菌。

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Isolation and Pb tolerance of rhizosphere fungi of Arabis alpina
in abandoned lead-zinc mining and non-mining area

ZHAN Fangdong, HE Yongmei, LI Yuan, ZU Yanqun*
College of Resources and Environment, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201

Abstract: Culturable rhizosphere fungi of Arabis alpina in abandoned lead-zinc mining and non-mining area in Huize, Yunnan,
China were isolated with normal, Cd2+ or Pb2+ containing Martin’s media, and effects of Pb2+ on the growth of the isolated fungi
were investigated in potato dextrose fluid media containing 0, 0.1, 1 and 10 mmol·L-1 Pb2+, the results showed that: rhizosphere fungi
of Arabis alpina in abandoned lead-zinc mining and non-mining area belonged to 11 genus. The growth of rhizosphere fungi of
Arenaria orbiculata in abandoned lead-zinc mining and non-mining area was suppressed significantly by Pb2+ in excess of 1
mmol·L-1. The average and maximum effective concentration for 50% reduction in growth (EC50) of Pb2+ of rhizosphere fungi of
Arenaria orbiculata in abandoned lead-zinc mining area isolated by Cd2+ and Pb2+ containing media was obviously greater than that
in non-mining area, which meant Pb2+ tolerance of rhizosphere fungi of Arenaria orbiculata in abandoned lead-zinc mining area was
greater than that in non-mining area.
Key words: lead-zinc mine area; Arabis alpina; rhizosphere fungi; lead