吳潔婷，王立，趙磊，包紅旭，馬放*

1. 遼寧大學(xué)環(huán)境學(xué)院，遼寧 沈陽 110036；2. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)/城市水資源與水環(huán)境國家重點實驗室，黑龍江 哈爾濱 150090

近年來隨著大量化石燃料被開采與利用，生活污水與工業(yè)廢水、固體廢棄物的排放量日益增加，環(huán)境中的重金屬污染情況越來越嚴重。目前針對重金屬污染的治理手段包括客土法、工程措施、化學(xué)淋洗法、生態(tài)修復(fù)等幾種（Kalogerakis et al.，2016）。其中物理化學(xué)法及化學(xué)方法雖然去除重金屬速率快，但是會對土壤結(jié)構(gòu)及其理化性質(zhì)造成破壞，存在二次污染的風(fēng)險。植物修復(fù)不僅能夠有效地降低土壤或水體中重金屬含量，還能美化環(huán)境、調(diào)節(jié)區(qū)域小氣候，在重金屬污染修復(fù)中有著良好的應(yīng)用前景（Dada et al.，2015）。由于植物生長發(fā)育需要一定時間，與其他修復(fù)手段相比較而言，植物對重金屬的吸收轉(zhuǎn)運是一個相對緩慢的過程。從這一角度來說，在植物的每一個修復(fù)周期使其有效修復(fù)工作時間相對延長，或者在有限的修復(fù)工作時間內(nèi)使其工作效率相對提高，或二者兼而有之，成為強化植物修復(fù)系統(tǒng)的重要目標之一，使之將金屬從環(huán)境中穩(wěn)定化或及對重金屬吸收轉(zhuǎn)運效能改善。

在重金屬污染土壤中，菌根真菌廣泛存在，并且能與寄主植物建立良好的共生關(guān)系，植物作為修復(fù)主體，菌根真菌作為強化植物修復(fù)效應(yīng)的輔助手段，二者聯(lián)合修復(fù)的作用機制主要體現(xiàn)于菌根真菌通過改變重金屬形態(tài)、擴展植物根系延展范圍等，調(diào)節(jié)植物對重金屬的吸收與累積，以達到促進植物對重金屬的提取富集，進而去除土壤中重金屬的目的；或者通過菌根分泌物的螯合作用、根系細胞壁固定、胞內(nèi)重金屬區(qū)室化隔離等機制，降低重金屬遷移能力，強化植物根系對重金屬的固持作用（Zhang et al.，2015）。與此同時，菌根真菌還能通過改善植物營養(yǎng)狀況（尤其是N、P等）、穩(wěn)定細胞內(nèi)氧化還原平衡、調(diào)控重金屬抗逆性相關(guān)基因的表達、改善根際微生態(tài)環(huán)境等，調(diào)控植物失衡的生理代謝過程，增強植物對于重金屬的耐受能力，改善重金屬污染下植物的生長狀況，從而提升植物對于重金屬修復(fù)能力的上限，強化植物修復(fù)效應(yīng)（Garg et al.，2014；盧鑫等，2017）。因而在重金屬污染環(huán)境的植物修復(fù)過程中，有關(guān)植物-菌根聯(lián)合修復(fù)的研究日益受到關(guān)注。近年來研究表明，對于重金屬污染的環(huán)境，植物-菌根真菌聯(lián)合修系統(tǒng)具有比單一植物更高的重金屬去除率和修復(fù)植物生物量，可有效地改善重金屬污染土地的修復(fù)效果（Khan et al.，2014）。

盡管濕地生態(tài)系統(tǒng)中被有很多大型水生植物，蘆葦（Phragmites australis）卻是被諸多研究者認為是最適合用于構(gòu)建人工濕地進行植物修復(fù)的物種（Korboulewsky et al.，2012）。首先，作為禾本科家族開花植物中最常見且地理分布最廣泛的一種地下莖植物（Massacci et al.，2001），蘆葦一般生長在濕地環(huán)境中，因為處在這種條件下的多種生境中，蘆葦均可以繁榮茂盛地生長并成為該生境中的優(yōu)勢植物。其次，這種植物可以經(jīng)受住極端的環(huán)境條件，包括重金屬污染，例如鋅、鉛、鎘及銅（Ye et al.，2003）。以往研究表明，在不利環(huán)境中，如重金屬脅迫下，蘆葦有能力存活并產(chǎn)生相當高的生物量（董志成等，2008；Liu et al.，2009）。最后，植物修復(fù)的兩大主要類型是植物提取技術(shù)和植物穩(wěn)定化技術(shù)，后者由于成本相對低廉（不需要收割并處理莖葉生物量）、操作更容易，已被一些研究者認為是更合適的處理重金屬污染的植物修復(fù)方法。從這一角度出發(fā)，亟需尋找一種耐受性高且根系發(fā)達并具有更大生物量的植物，且這種植物在高濃度金屬脅迫存在下仍能夠吸收、螯合或者沉積金屬污染物，但不將其運輸至莖葉（Guo et al.，2014），而蘆葦又恰好滿足這一點。菌根真菌的引入，在鞏固蘆葦固有優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，更彌補了其存在的局限性，首先，菌根真菌可以通過顯著增加其根系生物量來使其根系的縱向拓伸；其次，通過功能性分子或其他作用機制增加蘆葦對脅迫的耐受性并提高銅的生物有效性，在維持蘆葦機能受到不良影響較小的情況下，反而吸收并富集了較多的銅；最后，由于本研究選取的菌根真菌已被證實為自然界中蘆葦?shù)母H環(huán)境內(nèi)固有的菌根真菌，因此不需要引入外來植物物種，也無需進行基因工程改造，降低了外來物種入侵或基因污染等風(fēng)險。

近年來，一些濕地植物被發(fā)現(xiàn)在不同的金屬污染區(qū)域依然可以旺盛生長，這表明這類濕地植物物種或群落具備對重金屬脅迫的抗性。然而，有關(guān)蘆葦?shù)慕饘俦苄约澳褪苄缘目剐陨韺W(xué)方面的響應(yīng)機制信息迄今為止卻仍然非常有限。因此，本研究通過比較蘆葦單一系統(tǒng)及蘆葦-菌根真菌共生系統(tǒng)在重金屬吸收及植物抗逆性兩方面所表現(xiàn)出來的差異，對蘆葦銅吸收及抗銅能力進行評估。

1 材料與方法

1.1 蘆葦種子及菌根真菌菌劑來源

播種所需的蘆葦花序由盤錦市蘆葦科學(xué)研究所提供。將花序中的小穗剝落后，分離蘆葦種子并收集起來。在蘆葦植株培育試驗開始前將所有收集好的蘆葦種子自然風(fēng)干，徹底混合后于室溫下干燥避光處儲存。摩西管柄囊霉（Funneliformis mosseae）及根內(nèi)球囊霉（Rhizophagus irregularis）由黑龍江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院提供，經(jīng)鏡下檢測每克菌劑含孢子約15 g。在溫室培養(yǎng)條件下，菌劑采用白三葉草（Trifolium repens L.）作為宿主分別擴繁3個月（孫丹萍，2004）。在實驗開始前，需將擴繁好的菌劑中白三葉草的根剪至≤1 cm的小段，連同基質(zhì)一起自然風(fēng)干后，過9目篩。

1.2 植物培育及菌根真菌接種

在播種前將蘆葦種子浸泡于 2%次氯酸鈉溶液中，持續(xù)攪拌15 min至浸泡完全后再用去離子水洗滌5遍，然后將其分別播種于：（1）無菌劑組；（2）接種摩西管柄囊霉組；（3）接種根內(nèi)球囊霉組。菌劑處理組的每個實驗盆中依次放入100 g蛭石、100粒已消毒的蘆葦種子和10 g摩西管柄囊霉菌劑。無菌劑組中除依次加入等量的蛭石、蘆葦種子和10 g已高溫滅菌（121 ℃，2 h）的根內(nèi)球囊霉菌劑，以避免未做接種處理組實驗盆中出現(xiàn)部分損失的現(xiàn)象，從而消除結(jié)果誤差。所有處理組每盆均播種100粒種子（Wang et al.，2017）。播種及接菌結(jié)束后，將所有處理組的蘆葦隨機擺放在溫室內(nèi)，且每隔一周左右將所有盆栽的擺放位置調(diào)整1次以盡量減少外界環(huán)境因素對實驗結(jié)果的干擾。溫室培養(yǎng)條件為每天日照時間14 h，溫度為30 ℃，暗室時間10 h，溫度為20 ℃。實驗期間每天用1/4強度的Hoagland改良營養(yǎng)液澆灌植物，用量為100 mL/盆/周，每隔2－3 d對所有處理補充等量的Hoagland改良營養(yǎng)液以防止蘆葦在生長發(fā)育階段缺乏必需的營養(yǎng)元素（Hoagland et al.，1950）。參考以往研究及地表水環(huán)境質(zhì)量標準 GB3838—2002，銅梯度脅迫實驗的濃度設(shè)置如下：0.02、1、5 mg·L-1（Ali et al.，2002）。每批次實驗每個處理設(shè)置至少3個重復(fù)（3盆）。在每一脅迫周期的21 d內(nèi)，所有處理的培養(yǎng)液每隔3 d更換1次。

1.3 蘆葦生長指標測定

對蘆葦幼苗莖葉株高的測量自幼苗進入二葉期開始（第3－5周后），生長率（ER）計算的初始值也由此開始直至幼苗生長至五葉期（第 7－9周后，總計約35 d）。每盆隨機選擇10株幼苗分別測定莖葉株高、根長、莖粗及葉片面積（選擇倒數(shù)第二片完全舒展的葉片）及相應(yīng)的葉軸長度（Arias et al.，2010）。將收割后的幼苗用去離子水沖洗干凈，分割為莖葉部分及根系部分。預(yù)留出部分根系樣品用于測定菌根真菌侵染率。在測定各部分干重之前，將植物樣品置于70 ℃烘箱中烘至恒重（約48 h）（Headley et al.，2012）。參考 Pereira et al.（2010）的方法，計算幼苗活力指數(shù)（SVI）、比根長（SRL）及存活指數(shù)（SI），以評價蘆葦幼苗的生長發(fā)育情況。為更好地評估菌根效應(yīng)，本研究同時計算了菌根依賴性（林先貴等，1989）。

1.4 抗氧化系統(tǒng)組分分析

將清洗后的新鮮的蘆葦根系組織迅速用液氮（-196 ℃）冷凍后制成粗提物（如果不能即刻完成，將樣品暫存于-80 ℃冰箱），粗提物制備完成后，進行酶活測定，提取及后續(xù)抗逆組分測定的整個過程盡量保證在 0－4 ℃條件下進行。超氧化物歧化酶（SOD）測定采用氮藍四唑（NBT）還原法，過氧化物酶（POD）采用醌亞胺（QNNM）合成法，過氧化氫酶（CAT）采用H2O2消耗法，抗壞血酸過氧化物酶（APX）采用抗壞血酸鹽（ASC）氧化法，脫氫抗壞血酸還原酶（DHAR）采用抗壞血酸鹽（ASC）合成法，谷胱甘肽還原酶（GR）采用還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）氧化法，谷胱甘肽s-轉(zhuǎn)移酶（GST）采用1-氯-2, 4-二硝基苯（CDNB）結(jié)合法，提取及測定的具體步驟參考Carias et al.（2008）及 Meier et al.（2011）的研究。

1.5 不同元素在蘆葦各營養(yǎng)器官含量分析

將清洗過的植物樣品分割為莖葉（莖及葉片）及根系（根狀莖及根系）。所有樣品均在70 ℃下烘干至恒重，研磨均勻后過100目篩。植物樣品中的碳（C）、氮（N）、硫（S）元素由碳氮氧硫分析儀測定（Vario EL；Elementar Analysensysteme GmbH，Hanau，Germany）。每份樣品中取定量樣品，準確稱重至約(0.3±0.0003) g后經(jīng)微波加速消解系統(tǒng)消解（MARS-5；CEM，Matthews，North Carolina）。消解采用的酸由鹽酸（36%）、硝酸（67%）及氫氟酸（49%）以 5∶2∶2（V/V/V）的比例混合而成。將樣品消解完全后，采用超純水配制的 1%硝酸溶液定容至50 mL，溶液中的硼（B）、磷（P）、鎂（Mg）、鉀（K）、鈣（Ca）、錳（Mn）、鋅（Zn）、鐵（Fe）、銅（Cu）及鉬（Mo）元素使用電感共生等離子體-原子發(fā)射光譜法（ICP-AES，Perkin Elmer Optima 5300DV）及電感藕合等離子體質(zhì)譜儀器測定（ICP-MS，Agilent 7700）?？紤]到質(zhì)量控制的因素，在測定過程中用認證標準物質(zhì)GBW07605（綠茶）校正植物樣本。為了評價蘆葦植株對Cu的提取、轉(zhuǎn)運及積累能力，引入了轉(zhuǎn)運系數(shù)（Translocation factor，TF）及富集系數(shù)（Bioaccumulation factor，BAF）兩個參數(shù)（Alvarenga et al.，2008；Van der et al.，2013）。

2 結(jié)果與討論

2.1 銅脅迫下接種菌根真菌對蘆葦生長發(fā)育的影響

生長率參數(shù)可以在一定程度上排除初始差異對結(jié)果造成的干擾，不同梯度脅迫及菌根真菌接菌處理的蘆葦生長發(fā)育相關(guān)指標如表1所示。

從結(jié)果中可以看出，在銅處理濃度為1 mg·L-1時，接種菌根真菌主要對蘆葦根系生長率、根長、根系干重、幼苗活力指數(shù)、比根長、存活指數(shù)產(chǎn)生顯著影響，具體而言，接種摩西球囊霉和根內(nèi)球囊霉根系生長率較對照分別提高了71.42%、107.8%，幼苗活力指數(shù)分別提高了34.46%、5.74%，比根長分別降低了 16.2%、25.2%，存活指數(shù)分別提高了59.2%、37.6%。銅處理濃度為5 mg·L-1時，菌根真菌表現(xiàn)出對銅脅迫更明顯的緩解作用，具體表現(xiàn)為除上述指標外，莖葉生長率、株高、莖粗、葉面積、葉軸長、莖葉干重也由于接種菌根真菌而顯著增高，且與根內(nèi)球囊霉相比，接種摩西球囊霉處理發(fā)生顯著變化的指標更多。而從菌根依賴性來看，根內(nèi)球囊霉接種組在3個濃度銅處理下，分別為1.24、1.22、1.16，普遍高于摩西球囊霉的1.1、1.09、1.05。此外，銅處理濃度從 0 mg·L-1至 1 mg·L-1，與無菌劑組相比，摩西球囊霉與根內(nèi)球囊霉處理組的蘆葦?shù)南嚓P(guān)指標表現(xiàn)出更明顯的下降趨勢，莖葉生長率的變化趨勢亦印證了該變化趨勢。

2.2 銅脅迫下接種菌根真菌對蘆葦抗氧化系統(tǒng)的影響

銅脅迫下不同處理的蘆葦根系中各抗氧化組分的活性如表2所示。在銅處理濃度為1 mg·L-1時，與非接種組相比，摩西球囊霉接種組的蘆葦根系中的SOD、GST的活性分別提高了26.25%、110%，在銅處理濃度為5 mg·L-1時，則分別提高了42.3%、17.74%。POD、APX、GR等抗氧化組分的含量隨銅處理濃度增加的變化趨勢則并不一致；根內(nèi)球囊霉處理組除了GR之外，整體呈現(xiàn)出下降趨勢。對比非接種處理組與接種接種組可知，在銅脅迫濃度從1mg·L-1升高至5 mg·L-1的過程中，由于菌根真菌的介入，大部分抗氧化系統(tǒng)酶活性的變化幅度減小，活性相對穩(wěn)定。在接種菌根真菌后的蘆葦根系組織中，抗氧化組分含量及分布比例與無菌劑組基本一致，SOD、POD、CAT及APX所占比重較大，且其含量隨著銅處理濃度的增加表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢。

重金屬脅迫可誘導(dǎo)植物細胞產(chǎn)生多種活性氧分子（Reactive oxygen species，ROS），例如超氧陰離子自由基（O2·-）、羥基自由基（OH·-）、過氧化氫（H2O2）等，如果不能及時清除過量的活性氧，會造成細胞過氧化反應(yīng)，使得電解質(zhì)外滲、細胞結(jié)構(gòu)完整性受損，同時也會使蛋白質(zhì)等生物大分子失活、遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)受損等，而菌根真菌在與植物共生后，能夠參與調(diào)控植物內(nèi)抗氧化物的活性，穩(wěn)定細胞內(nèi)失衡的氧化還原平衡，增強植物對重金屬脅迫的耐受性（Das et al.，2014）。本研究中，非接菌組及接菌組中的蘆葦體內(nèi)大部分抗氧化組分的活性隨著脅迫強度的增加，均呈現(xiàn)出先上升再下降的趨勢，這說明蘆葦體內(nèi)活性氧清除系統(tǒng)對植物細胞的保護作用超過限度則無法維持動態(tài)平衡。此外，菌根真菌共生系統(tǒng)中蘆葦?shù)拇蟛糠置富钚噪S脅迫強度變化而變化的幅度相對穩(wěn)定，故這些組分可以更持續(xù)更穩(wěn)定地清除氧自由基，但也不排除菌根真菌并未增強宿主植物本身自有的耐受能力，從其他方面緩解了銅脅迫所造成的損傷。趙曦等（2015）采用改良的 Kottke營養(yǎng)液培養(yǎng)研究了不同碳氮比、DDT處理和重金屬處理對外生菌根真菌紅絨蓋牛肝菌（Xerocomus chrysenteron）漆酶活性的影響，研究表明，低濃度的 Cu、Cd處理均能促進X.chrysenteron產(chǎn)漆酶，顯示出其在POPs和重金屬復(fù)合污染環(huán)境下對POPs的降解潛力。高丙等（2018）比較了抗銅性彩色豆馬勃勃（Pisolithus tinctorius）菌株侵染馬尾松（Pinus massoniana）在銅脅迫下與非菌根苗抗銅性的差異，結(jié)果顯示，菌根化苗具有較高的SOD、POD、CAT活性，表明接種菌根真菌起到正向調(diào)控作用。Tan et al.（2015）對紫花龍膽（Solanum photeinocarpum）進行Cd脅迫時發(fā)現(xiàn)，接種格氏霉菌（Glomus versiforme）后紫花龍膽內(nèi)POD、CAT及抗壞血酸過氧化物酶（APX），谷胱甘肽還原酶（GR）活性均顯著高于無菌劑組，其中 POD活性增幅達到226%，但是SOD在接種格氏霉菌后基本無變化，這說明菌根真菌對于抗氧化系統(tǒng)中相應(yīng)酶的調(diào)控作用也具有選擇性。盡管具體調(diào)控機制較為復(fù)雜，尚待研究，但總體而言菌根真菌能增強植物內(nèi)抗氧化系統(tǒng)的代謝能力、為重金屬誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激和植物細胞活性氧ROS的清除提供保護。

表1 不同處理下蘆葦生長發(fā)育相關(guān)參數(shù)Table 1 Parameters related to the growth and development of Phragmites australis

表2 不同處理下蘆葦植株根系組織中抗氧化組分含量Table 2 Antioxidants in roots of Phragmites australis

2.3 銅脅迫下接種菌根真菌對蘆葦營養(yǎng)元素吸收的影響

不同接菌及銅脅迫處理下蘆葦莖葉及根系中C、N、P、S、B、Mg、K、Ca、Mn、Fe、Zn 及Mo這12種元素的質(zhì)量分數(shù)如表3所示?；诜治鼋Y(jié)果可以看出，同一濃度梯度下，與無菌劑組相比，營養(yǎng)元素在根內(nèi)球囊霉及摩西球囊霉處理組的蘆葦根系的濃度均表現(xiàn)出整體上升的趨勢。不同脅迫梯度下，與無菌劑組相比，營養(yǎng)元素在接菌組中的變化幅度明顯小于無菌劑組。結(jié)合前文中對其生物量等生長發(fā)育相關(guān)指標的分析，表明隨著脅迫強度的增大，菌根真菌在營養(yǎng)元素吸收方面主要起到了平衡作用。

有研究表明，在重金屬脅迫條件下，由于菌根體外的菌絲體延展了植物可吸收營養(yǎng)物質(zhì)的空間范圍，并通過分泌水解酶（酸性磷酸酶、脲酶等）、有機酸（草酸、檸檬酸等）等物質(zhì)增強了N、P等營養(yǎng)物的植物有效性，將營養(yǎng)物質(zhì)從難溶態(tài)轉(zhuǎn)化為易溶態(tài)，促進植物對環(huán)境基質(zhì)中養(yǎng)分的攝取，增加植物生物量，從而“稀釋”植物內(nèi)重金屬的毒害程度，達到增強植物耐受性的目的（Smith et al.，2011；Willis et al.，2013）。在銅脅迫條件下，菌根真菌的作用體現(xiàn)在兩方面，一是本身與銅之間的相互作用，從而減輕銅對蘆葦生長的影響，二是菌根真菌能夠調(diào)控蘆葦生長因子，通過促植物的光合作用、營養(yǎng)吸收等過程從而緩解銅對蘆葦?shù)挠绊憽hou et al.（2017）分析了 Cu在萬壽菊（Tagetes patula）植株中的動態(tài)積累，結(jié)果表明，經(jīng)過 Cu暴露 7 d后，菌根植物吸收或積累的Cu少于對照植株，并且Cu轉(zhuǎn)移到地上部分的量明顯減少；對根尖橫截面Cu含量的能譜分析結(jié)果表明，根內(nèi)胚層中的根內(nèi)菌絲可以選擇性地固定大量的Cu，實際上，菌根真菌菌絲的吸附和屏障機制降低了根部的Cu毒性，最終提高了植物對Cu的耐受性，同時，分析了植株的根系形態(tài)，根質(zhì)膜完整性，光合速率和植物必需元素含量，結(jié)果表明，菌根真菌接種顯著緩解了Cu脅迫對根系活力的毒性作用，促進了光合作用速率和礦質(zhì)營養(yǎng)積累。Merlos et al.（2016）研究了叢枝菌根真菌 Rhizophagus irregularis對兩種玉米基因型Cu的生理和生化反應(yīng)的影響，結(jié)果表明菌根真菌與植物的共生關(guān)系引起的植物螯合物生物合成的誘導(dǎo)增加，進而提升其對Cu的耐受性。尹寶海等（2017）研究了不同形態(tài)外源施磷情況下菌根真菌根外菌絲對間作玉米磷吸收、利用及累積的影響，結(jié)果表明，無論何種種植模式及磷處理，接種菌根真菌Funneliformis mosseae均提高了玉米植株磷含量及磷吸收量，且間作體系接種與外源無機磷施用組合是促進紫色土上玉米生長及磷吸收利用的最佳組合，有望通過降低土壤水溶性磷殘留而減少徑流磷的流失。

表3 不同處理下蘆葦根系組織中各營養(yǎng)元素含量Table 3 Nutrient element content in the roots of Phragmites australis

2.4 接種菌根真菌對蘆葦銅吸收效能的影響

不同菌根真菌接種處理下銅在蘆葦中的分布情況如表4所示。在銅處理濃度的梯度變化過程中，接種根內(nèi)球囊霉使蘆葦營養(yǎng)器官中的銅濃度升高，在銅處理濃度為1 mg·L-1時其莖葉及根系中的銅濃度已分別比無菌劑組高 80.03%、33.6%，而在 5 mg·L-1時，則分別較其高49.43%、8.53%，增幅較摩西球囊霉接種組顯著。為了更好地評價蘆葦?shù)奈辙D(zhuǎn)運效能，即其對銅的富集及穩(wěn)定化能力，計算了單株植物中的銅總量，發(fā)現(xiàn)在較低濃度銅脅迫下（1 mg·L-1），盡管摩西球囊霉處理組根系中的銅濃度與非接菌無菌劑組相比差異不顯著，但是其單株吸收的銅總量分別比非接菌組高34.16%（1 mg·L-1）及 42.5%（5 mg·L-1）。

一方面菌根真菌能促進以超積累植物為主的修復(fù)植物地上部分對重金屬的轉(zhuǎn)運富集作用（植物提?。瑥亩鴾p少土壤環(huán)境中重金屬含量。陳雪等（2017）研究二月蘭（Orychophragum violaeeus）、龍葵（Solanumnigrum）和麥冬（Ophiopogon japonicus）接種摩西管柄囊霉和異形根孢囊霉（Rhizophagus irregularis）后對Pb、Cd污染土壤的修復(fù)效應(yīng)時發(fā)現(xiàn)，接種菌根真菌可以有效促進Pb、Cd向植物體內(nèi)轉(zhuǎn)運，提高植物地上部對于Pb、Cd的提取能力，從而減少土壤中Pb、Cd含量。但不同菌根真菌與植物的組合方式對修復(fù)效果存在影響，其中摩西管柄囊霉+龍葵對Pb、Cd具有最大的富集系數(shù)，推測該組合方式是有效修復(fù)Pb、Cd土壤污染的組合之一。趙寧寧等（2017）分析3種球囊霉菌對蜈蚣草（Pteris vittata）As提取能力的影響時發(fā)現(xiàn)，3種球囊霉菌的接種在不同程度上提高了蜈蚣草地上部 As含量，其中幼套近明球囊霉（Claroideoglomus etunicatum）對于蜈蚣草As提取能力具有最好的強化效果，得出幼套近明球囊霉+蜈蚣草可能是高效治理土壤 As污染的修復(fù)組合之一。楊秀敏等（2017）在研究菌根如何影響東南景天（Sedum alfredii）對Pb、Cd、Zn復(fù)合污染的土壤修復(fù)效果時發(fā)現(xiàn)，接種根內(nèi)球囊霉和摩西管柄囊霉后，東南景天對Pb、Cd、Zn的提取量分別比無菌劑組增加了 164%及 44%（Pb），350%及 200%（Cd），75%及 35%（Zn），接種根內(nèi)球囊霉的東南景天修復(fù)效果明顯優(yōu)于摩西管柄囊霉，且同時接種兩種真菌也使得東南景天對Pb、Cd、Zn的富集系數(shù)顯著增加，其中Cd富集系數(shù)超過1，說明接種菌根真菌可有效強化東南景天對Pb、Cd、Zn尤其是Cd的提取效果，從而降低土壤中Pb、Cd、Zn的污染水平。

表4 不同處理下銅在蘆葦中分布情況Table 4 Cu mass fraction in Phragmites australis exposed to Cu

另一方面菌根真菌能增強植物根系對重金屬的固持作用，從而阻止其在土壤中遷移，進而降低其進入食物鏈的風(fēng)險（Wu et al.，2015）。Kanwal et al.（2015）在研究紫花苜蓿（Medicago sativa）接種球囊霉混合菌后對Zn、Cd的吸收情況時發(fā)現(xiàn)，與非菌根植物相比，菌根化紫花苜蓿根系中 Zn和Cd的含量更高。溫祝桂等（2017）的研究還發(fā)現(xiàn)，接種外生菌根真菌可減少Cu由地下部分向地上部的轉(zhuǎn)運，提高了宿主重金屬Cu耐性，同時通過提高宿主的生物量，提高了重金屬在植物體內(nèi)的總含量，進而提高污染土壤中重金屬的植物提取效率，在輔助植物修復(fù)重金屬Cu污染土壤應(yīng)用中表現(xiàn)出積極的作用。此外，不同菌根真菌也會對根系固持重金屬的效果產(chǎn)生影響，肖家欣等（2011）的研究結(jié)果表明，根內(nèi)球囊霉處理使白三葉草地上部及根部Cu含量顯著提高，而摩西球囊霉亦使得根系銅含量顯著增加，但是副冠球囊霉處理卻使其根部Cu含量降低。也有研究表明，菌根真菌可能通過分泌代謝產(chǎn)物，如蛋白質(zhì)、有機酸、酶類等來與銅結(jié)合，改變脅迫環(huán)境，降低環(huán)境中可生物利用的Cu，進而抵抗環(huán)境中的高濃度銅脅迫（劉夢嬌等，2017）。重金屬根系固持效果受到菌根真菌種類及重金屬種類等因素的影響，因此，根據(jù)重金屬污染種類及程度篩選有效的植物-菌根真菌組合方式對于強化菌根化植物根系固持重金屬的效果具有重要作用。

3 結(jié)論

銅脅迫下，接種菌根真菌可使蘆葦種子萌發(fā)及生長發(fā)育均得到不同程度的促進，且蘆葦對根內(nèi)球囊霉的菌根依賴性高于摩西球囊霉接種組；可促進根系對營養(yǎng)元素的吸收，不同脅迫梯度下，與無菌劑組相比，營養(yǎng)元素在接菌組中的變化幅度明顯小于無菌劑組；可使SOD、POD、CAT、APX及GST活性隨銅脅迫強度變化而變化的幅度變小，說明菌根真菌使銅脅迫對其活性影響的程度減弱，使得這些酶可以更持續(xù)更穩(wěn)定地清除氧自由基；菌根真菌主要通過促使蘆葦由限制策略向指示策略傾斜來緩解根系的壓力，且接種菌根真菌的蘆葦整株含銅量及各器官中的銅濃度均高于無菌劑組。因此，在植物吸收轉(zhuǎn)運重金屬過程中引入菌根真菌可以在強化根系穩(wěn)定化作用的同時，改善含金屬組織器官的收獲難度較大的問題。且根據(jù)重金屬污染種類及程度篩選有效的植物-菌根真菌組合方式對于強化菌根化植物根系固持重金屬的效果具有重要作用。