關(guān)鍵詞植物促生菌；居泉沙雷氏菌；促生特性；油菜；幼苗生長(zhǎng)； Cu²⁺ 脅迫

中圖分類(lèi)號(hào)S182文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào) 0517-6611（2025）14-0001-08

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.14.001

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Effect of Plant Growth-promoting Bacteria on the Cu²⁺ Tolerance and Absorption of Oilseed Rape Seedlings CUIFeng-zh23UJianog23YAOXuedan23etal（1.XijangKeyLabatoyofSpeialSpeisCoservatioandRegla ryBiology，Uumqi，Xijang307;2.KeyboratoryofPantStressBiologinAridand，Uruqi，Xinjang8307;3geofife Sciences，Xinjiang Normal University，Urumqi，Xinjiang 830017）

AbstractObjectie]Tostudytheefectsofplantgrowth-promotingzobacteriaonplanthavymetalresistane.Method]Ninecopper-tolerantbacteraresolatedfrotoilficalarkinUrui，XingbyadietpresudomestatoedAoe resistantandexclentplantgowt-prootigbacteriA0C-1asselectedbyetengplantgrow-promotingtraitsBasedo logicalobseratiilgicaicalractestdals-sdtfd ment was carried out to check the effects of strain A1OC-1 on the Cu²⁺ resistance and accumulation of oilseed rape seedlings.[Result] Strain A10C-1 was identified as Serratia fonticola，which could grow at Cu²⁺ levels ranging from O to 2OO mg/L and had a strong ability to solubilize phosphorus，secreteindleaceticidndproduceioaerstomoderateeg.S.fonticolC-iolantaleviatedef seed germination inhibiton by Cu²⁺ .A1OC-1 inoculant significantly increased the oilseed rape plant height when the Cu²⁺ concentration was 50 mg/kg. When the Cu²⁺ concentration was 100mg/kg ，the chlorophyll content and fresh weight of the inoculated oilseed rape seedlings were increased by 60.56% and 70.42% compared with the non-inoculated control，respectively.Compared with the non-inoculated control，Cu2+ content of upside and roots of oilseed rape seedlings inoculated with strain A1OC-1 were significantly increased by 140.02% and 55.56% ，respectively compared with the non-inoculated control at low Cu²⁺ content. A1OC-1 inoculant improved the transfer of Cu²⁺ from root to shoot in oilseed rape seedlings when the concentration were 10O and 200mg/kg [Conclusion] The copper-tolerant and plant growth-promoting bacterium S. fonticola A1OC-1 had strong adaptability to the environment and increased the uptake of Cu²⁺ in oilseed rape seedlings，which could be used for the enhancement of plant heavy metal resistance.

Key wordsPlant growth-promoting bacteria;Seratia fonticola;Growth-promoting property;Oilseedrape;Seedling growth; Cu²⁺ stress

銅是生物體必需的微量元素，但土壤銅含量超過(guò)土壤環(huán)境容量，銅就成為一種對(duì)環(huán)境有毒害作用的元素。在我國(guó)耕地土壤中，銅污染物點(diǎn)位超標(biāo)率高達(dá) 2.1% 。土壤銅污染不僅會(huì)影響植物的光合作用、減少作物的產(chǎn)量，還會(huì)通過(guò)食物鏈傳遞和生物富集進(jìn)而影響動(dòng)物與人體健康；銅通過(guò)改變土壤環(huán)境使土壤微生物作出響應(yīng)，從而打破原有的生態(tài)系統(tǒng)平衡[1-3]。梁樑等[4]研究報(bào)道烏魯木齊市核心城區(qū)綠地土壤中銅的平均含量高出背景值近2倍。因此，研究該地區(qū)銅污染土壤的治理修復(fù)是當(dāng)前亟待解決的土壤環(huán)境問(wèn)題之一。

植物修復(fù)重金屬污染土壤因具有綠色、無(wú)污染、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注[5]。目前，影響植物修復(fù)效率的主要因素是植物生長(zhǎng)緩慢、生物量小、體內(nèi)重金屬富集含量低，因此迫切需要可提高植物修復(fù)效率的措施。近年來(lái)，根際微生物對(duì)植物修復(fù)重金屬污染具有重要意義，通過(guò)微生物來(lái)提高植物修復(fù)效率將會(huì)成為一種高效環(huán)保的土壤污染治理技術(shù)。具有促生作用的微生物不僅可以加快植株的生長(zhǎng)速度，還可以提高植株的生物量，進(jìn)而促進(jìn)植株富集重金屬，此外，微生物產(chǎn)生的有機(jī)酸、鐵載體、氨基酸等小分子代謝產(chǎn)物可激活和增強(qiáng)重金屬的生物有效性[6。有研究報(bào)道，多功能根瘤菌（Rhizobiumsp.）W33與黑麥草聯(lián)合體系可以有效提升黑麥草對(duì) Cu²⁺ 的吸收，顯著促進(jìn)植物的生長(zhǎng)[7]。利用根際促生細(xì)菌提高油菜修復(fù)土壤Cu 污染的研究已有一些報(bào)道[8-10]，不同的植物促生菌促進(jìn)同種植物生長(zhǎng)和影響植物重金屬抗性的機(jī)制各有不同。該研究從某化工園土壤中分離篩選出一株耐銅促生菌，研究其生物學(xué)特性和促生特性，并通過(guò)盆栽試驗(yàn)研究 Cu²⁺ 脅迫下菌株對(duì)油菜幼苗生長(zhǎng)和Cu²⁺ 吸收的影響，為重金屬污染土壤上植物促生菌的應(yīng)用提供試驗(yàn)依據(jù)。

1材料與方法

1.1土壤樣品采集2019 年10月從市北部、距市中心 18km 處某化工園附近的道路旁及園區(qū)內(nèi)綠化帶選擇6個(gè)采樣位，按照 0～20cm 土壤深度進(jìn)行多點(diǎn)采集，共采集土壤樣品24份，放人自封袋中， 4^°C 條件保存。

1.2土壤中重金屬含量檢測(cè) 對(duì)土樣進(jìn)行四酸（鹽酸-硝酸-氫氟酸-高氯酸）消解處理，用電感耦合等離子發(fā)射光譜法測(cè)定土壤中 Cu，Pb，Zn 和 Cr 含量。

1.3培養(yǎng)基和主要試劑LB液體培養(yǎng)基和LB固體培養(yǎng)基[]，蒙金娜無(wú)機(jī)磷（NPA）固體培養(yǎng)基、蒙金娜有機(jī)磷（OPA）固體培養(yǎng)基、蒙金娜液體培養(yǎng)基[12-13]，鉻天青（CAS）固體培養(yǎng)基，MKB 液體培養(yǎng)基和CAS 檢測(cè)液[14]。Salkowski試劑： 150mL 濃硫酸溶于 250mL 去離子水中，再加入 7.5mL 的 FeCl₃?6H₂O 溶液。API20E 腸桿菌和其他非苛養(yǎng)革蘭氏陰性桿菌鑒定試劑盒（生物梅里埃法國(guó)股份有限公司）。

1.4耐 Cu²⁺ 細(xì)菌的分離篩選及其 Cu²⁺ 耐受性測(cè)定 90mL LB 液體培養(yǎng)基中加人適量 Cu²⁺ 母液（ S_g/L） ，使培養(yǎng)基中Cu²⁺ 濃度為 100mg/L ，稱(chēng)取 10g 土樣溶于其中，在 37^qC 、180r/min 進(jìn)行富集培養(yǎng) 12h 。將富集后培養(yǎng)液進(jìn)行濃度梯度稀釋?zhuān)?10^-4，10^-5，10^-6 的稀釋培養(yǎng)液涂布于 Cu²⁺ 濃度為100mg/L 的LB固體培養(yǎng)基上，每個(gè)濃度設(shè)3個(gè)平行， 37^°C 下培養(yǎng)1～2d，待長(zhǎng)出菌落后，接種到 Cu²⁺ 濃度遞增的LB固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)，耐 Cu²⁺ 能力較強(qiáng)的菌落在含 Cu²⁺ 培養(yǎng)基上轉(zhuǎn)接3次，長(zhǎng)勢(shì)穩(wěn)定后進(jìn)行菌種純化。將上述分離純化得到的細(xì)菌分別接種到含 100.200.300.400.600.700mg/L 不同 Cu²⁺ 濃度的LB固體培養(yǎng)基上，每個(gè)濃度設(shè)3個(gè)平行，置于37^°C 培養(yǎng) 24h 后觀察細(xì)菌是否生長(zhǎng)，細(xì)菌無(wú)明顯生長(zhǎng)的濃度即為該菌的最高耐受濃度。

1.5耐 Cu²⁺ 細(xì)菌的植物促生特性測(cè)定

1.5.1細(xì)菌溶磷能力的測(cè)定。將細(xì)菌點(diǎn)接種于NPA和OPA固體培養(yǎng)基上， 37^°C 培養(yǎng)7d，觀察菌落周?chē)鈺灒ㄈ芰兹Γ┑男纬?。吸?1mL 菌液加入 150mL 蒙金娜液體培養(yǎng)基中，以蒙金娜液體培養(yǎng)基為空白對(duì)照， 37°C，180r/min 下培養(yǎng)5d后測(cè)定 pH，4%.8000r/min 離心 10min ，用鉬銻抗比色法[15]測(cè)定離心后的上清液中可溶性磷含量。

1.5.2細(xì)菌產(chǎn)鐵載體能力的測(cè)定。采用鉻天青（CAS）測(cè)定法，將細(xì)菌點(diǎn)接于CAS固體培養(yǎng)基上， 37^°C 培養(yǎng)3d，觀察細(xì)菌的生長(zhǎng)狀況及培養(yǎng)基的顏色變化。將細(xì)菌菌液接種于MKB液體培養(yǎng)基中， 37^°C 培養(yǎng) 2d，4^°C，8000r/min 離心10min 后取上清液與CAS檢測(cè)液以 1：1 混合搖勻， 25^°C 避光反應(yīng)1h，測(cè)定 0D₆₈₀ 值，計(jì)算細(xì)菌產(chǎn)鐵載體量。鐵載體的濃度用鐵載體活性單位（Siderophoreunits，Su）表示[16]， Su= [（A_r-A_s）/A_r]×100% ，式中， A_r 為未接菌的培養(yǎng)基與CAS檢測(cè)液混合后的吸光度； A_s 為接菌的培養(yǎng)液的上清液與CAS檢測(cè)液混合后的吸光度； A_s/A， 的值表示上清液中鐵載體的相對(duì)含量，比值越小產(chǎn)鐵能力越強(qiáng)。

1.5.3細(xì)菌產(chǎn)吲哚乙酸（IAA）能力的測(cè)定。將細(xì)菌接種于含有 100mg/LL- 色氨酸的LB液體培養(yǎng)基中， 37°C 培養(yǎng)24h 。白色陶瓷板上加入等量的菌懸液和Salkowski試劑，以IAA標(biāo)準(zhǔn)品溶液為陽(yáng)性對(duì)照，含L-色氨酸的LB液體培養(yǎng)基為空白對(duì)照，避光放置 30min 后，觀察白瓷板上的顏色變化。同時(shí)，將細(xì)菌接種于含有 100mg/LL^- -色氨酸的LB液體培養(yǎng)基中， 37^°C 振蕩培養(yǎng) 1d，4%.8000r/min 離心 10min ，取上清液加入等量 Salkowski試劑，避光放置 30min 后測(cè)定 OD₅₃₀ 值。制作IAA標(biāo)準(zhǔn)曲線，測(cè)定細(xì)菌分泌IAA的能力。

1.6耐 Cu²⁺ 且促生特性?xún)?yōu)良的細(xì)菌鑒定篩選出一株耐Cu²⁺ 且促生特性?xún)?yōu)良的菌株 Al0C-1 ，確定其種屬地位。將細(xì)菌 Al0C-1 在LB固體培養(yǎng)基上 37^°C 培養(yǎng) 24h ，觀察菌落形態(tài)；用光學(xué)顯微鏡觀察菌體形態(tài)，透射電鏡觀察菌體的鞭毛結(jié)構(gòu)。采用API20E鑒定試劑盒測(cè)定細(xì)菌的生理生化特性指標(biāo)。用SK8255細(xì)菌基因組提取試劑盒提取A10C-1總DNA，采用通用引物27F（ 5^′ - AGTTTGATCMTGGCTCAG- 3^′ ）和1492R（ 5^′ -GGTTACCTTGTTACGACTT -3^′ ）進(jìn)行PCR擴(kuò)增，擴(kuò)增產(chǎn)物送生工生物工程（上海）股份有限公司進(jìn)行測(cè)序。將獲得的細(xì)菌16SrDNA序列與NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)中16SrDNA核苷酸序列進(jìn)行Blast相似性比較。使用MEGA7.0軟件進(jìn)行序列比對(duì)和分析，采用鄰接法（Neighbor-joining，N-J）構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)。最后，將分子鑒定結(jié)果與菌落、菌體形態(tài)觀察及細(xì)菌的生理生化特性相結(jié)合確定細(xì)菌的分類(lèi)學(xué)地位。

1.7 Cu²⁺ 脅迫下細(xì)菌對(duì)油菜種子萌發(fā)的影響配制0、20、40，60，80，100，120，140，160，180，200mg/L 不同濃度的CuSO₄?5H₂O 溶液，采用濾紙發(fā)芽床進(jìn)行種子萌發(fā)試驗(yàn)。選取的芥菜型油菜種子用無(wú)水乙醇處理 30s ，再用 10% 次氯酸鈉處理 4min ，最后用無(wú)菌水漂洗5次。將表面消毒后的種子催芽 24h 后轉(zhuǎn)移至細(xì)菌懸浮液中浸泡，菌懸液濃度為10⁸CFU/mL ，不接菌的種子為對(duì)照（CK），每個(gè)發(fā)芽床50粒種子，設(shè)置3次重復(fù)。將發(fā)芽床置于光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)（光照 12h 黑暗 12h ，光強(qiáng) 3000lx ，溫度 20% ，濕度 60% ），逐日觀察記錄種子發(fā)芽數(shù)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)芽長(zhǎng)、胚根長(zhǎng)和種子幼苗鮮重來(lái)綜合評(píng)估種子發(fā)芽情況，

1.8 Cu²⁺ 脅迫下細(xì)菌對(duì)油菜生長(zhǎng)和 Cu²⁺ 吸收積累的影響試驗(yàn)?zāi)M Cu 污染土壤，并采用盆栽培養(yǎng)方式（花盆直徑為 23cm ，高為 15cm ，每盆裝土 1kg^? ），用含 Cu²⁺ 溶液處理營(yíng)養(yǎng)土，使土培介質(zhì)中 Cu²⁺ 濃度分別為0（CK）、50、100、200mg/kg 。選取生長(zhǎng)均勻一致的油菜幼苗種植在花盆中，每盆5株，在每個(gè) Cu²⁺ 脅迫處理組中，設(shè)一個(gè)未接菌組（CK），一個(gè)接菌組（A）。用無(wú)菌注射器分別取 10mL 的去離子水（CK）、菌懸液注射到油菜根際土壤中，每個(gè)處理組重復(fù)5次。整個(gè)生長(zhǎng)期在人工氣候箱中，光照 12h 黑暗 12h ，溫度 20～28% ，每隔3d澆水至底部托盤(pán)，維持土壤濕度 50% 270% ，待植物生長(zhǎng) 60d 后收獲處理，測(cè)定植物的株高、鮮重、葉綠素含量;采用火焰原子吸收分光光度計(jì)測(cè)量植物地上和地下部分（根部） Cu²⁺ 含量及土壤中 Cu²⁺ 含量，計(jì)算 Cu²⁺ 去除率，同時(shí)計(jì)算 Cu²⁺ 的富集系數(shù)和轉(zhuǎn)移系數(shù)。計(jì)算公式如下：

去除率 Σ=Σ （土壤中原始 Cu²⁺ 含量-接菌修復(fù)后土壤中Cu²⁺ 含量）/修復(fù)后土壤中 Cu²⁺ 含量 ×100%

富集系數(shù) Σ=Σ 植物中 Cu²⁺ 含量/土壤中 Cu²⁺ 含量

轉(zhuǎn)移系數(shù) Σ=Σ 植物地上部分 Cu²⁺ 含量/植物地下部分 Cu²⁺ 含量

1.9 數(shù)據(jù)處理采用Excel和SPSS25.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。利用單因素ANOVA檢驗(yàn)及多重比較（Duncan）方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1土樣重金屬含量的檢測(cè)利用電感耦合等離子發(fā)射光譜法測(cè)得烏魯木齊某化工園土壤中 Cr，Pb，Cu，Zn 的平均含量分別為 56.48，24.95，238.65 和 87.96mg/kg ，表明這4種重金屬在該研究區(qū)域的土壤中出現(xiàn)了不同程度的富集。與國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（GB15618—2018）相比，僅 Cu 含量均值在標(biāo)準(zhǔn)值之上，說(shuō)明該研究區(qū)域土壤可能存在潛在Cu污染風(fēng)險(xiǎn)[17]

2.2耐 Cu²⁺ 細(xì)菌的分離及其 Cu²⁺ 耐受性測(cè)定利用梯度濃度馴化法，從污染土壤樣品中共分離獲得了19株細(xì)菌，部分分離菌株的菌落基本形態(tài)見(jiàn)圖1。

從各菌株對(duì) Cu²⁺ 的耐受性（表1）可以看出，大部分細(xì)菌均能耐受 200mg/L 的 Cu²⁺ 濃度，隨著 Cu²⁺ 濃度的增加，不同菌株對(duì) Cu²⁺ 的耐受性表現(xiàn)不同，其中 B5C-2③ ） 、E 5C-1，F(xiàn)20C-②，F(xiàn)20C-1 和 F20C-3① 最高耐受 Cu²⁺ 濃度為400mg/L ;C10C-4和C10C-6最高耐受 Cu²⁺ 濃度為500mg/L;C20C-1 最高耐受 Cu²⁺ 濃度為 600mg/L 。后續(xù)種子萌發(fā)及盆栽試驗(yàn)中設(shè)置的 Cu²⁺ 脅迫濃度未超過(guò)此濃度。

2.3耐 Cu²⁺ 細(xì)菌的促生性能測(cè)定對(duì)分離得到的19株耐Cu²⁺ 細(xì)菌進(jìn)行促生特性的測(cè)定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)菌株A10C-1的溶磷特性和產(chǎn)IAA能力最強(qiáng)。將菌株A10C-1分別接種于NPA和OPA固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)，菌落周?chē)a(chǎn)生光暈，表明該菌具有溶解磷酸鈣和釋放可溶性磷的能力。定量測(cè)定A10C-1的溶磷量發(fā)現(xiàn)，該菌的無(wú)機(jī)磷溶解量為 388.549mg/L ，有機(jī)磷溶解量為 34.456mg/L 。將菌株 Al0C-1 點(diǎn)接于CAS固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)，菌落周?chē)囵B(yǎng)基顏色由藍(lán)色變?yōu)殚冱S色（圖2A），表明該菌具有產(chǎn)鐵載體的能力。采用CAS檢測(cè)液進(jìn)行定量測(cè)定，菌株A10C-1產(chǎn)鐵載體量 Su 為 49.100% 新 As/Ar 值為 0.509 。由白瓷板上顏色變化判斷細(xì)菌分泌IAA的能力，菌株A10C-1的顯色反應(yīng)非常明顯，與空白對(duì)照相比顏色較紅（圖2B）。采用Salkowski比色法進(jìn)行定量測(cè)定，結(jié)果顯示IAA合成量為 49.782mg/L ，菌株A10C-1與其他的分離菌株相比具有較強(qiáng)的產(chǎn)IAA能力，因此其可作為后續(xù)試驗(yàn)的供試菌種。

2.4耐 Cu²⁺ 且促生特性?xún)?yōu)良的細(xì)菌鑒定在LB固體培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的菌株A10C-1菌落較小，呈淡黃色、不透明、圓形、中央隆起、邊緣整齊，表面光滑濕潤(rùn)（圖3A）。經(jīng)革蘭氏染色后，在顯微鏡下觀察A10C-1為紅色或粉紅色的短桿狀菌（圖3B）。用磷鎢酸負(fù)染，經(jīng)透射電鏡觀察，菌株A10C-1具有周生鞭毛、無(wú)莢膜、無(wú)芽孢（圖3C）。

采用API20E試劑條對(duì)菌株A10C-1進(jìn)行生理生化特性的檢測(cè)，結(jié)果顯示（表2），該菌株鄰苯硝基-半乳糖苷酶和鳥(niǎo)氨酸脫羧酶試驗(yàn)為陽(yáng)性，精氨酸水解酶、賴(lài)氨酸脫羧酶及色氨酸脫氨酶反應(yīng)均為陰性，不能利用檸檬酸鹽，不產(chǎn)硫化氫和吲哚，脲酶和VP試驗(yàn)均為陰性，不能水解明膠，不能利用蔗糖，能利用葡萄糖、甘露醇、肌醇、山梨醇、鼠李糖、密二糖、苦香仁昔、阿拉伯糖產(chǎn)酸。

注：A為細(xì)菌產(chǎn)鐵載體能力測(cè)定；B為細(xì)菌IAA顯色反應(yīng)結(jié)果。 Note：Ais the determination of bacterial siderophore production capacity;Bistheresult ofbacterial IAAcolorimetricreaction.

注：A為菌落形態(tài);B為革蘭氏染色（ 1 000× ）;C為透射電鏡圖。

Note：A is colony morphology;B is gram stain（ 1000× ）;C is transmission electron microscope image.

Fig.3Observation on colony morphology and microscopic morphology of strain A10C-1

將菌株A10C-1的測(cè)序結(jié)果在NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行Blast比對(duì)，結(jié)果顯示 Al0C-1 與居泉沙雷氏菌（SerratiafonticolaGS2MK235159.1）相似性為 99.93% ，其16SrRNA基因系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)如圖4所示。

2.5菌株A10C-1對(duì)油菜種子萌發(fā)的影響由圖5可知，雖然在 20～200mg/L 不同濃度 Cu²⁺ 脅迫下，菌株A10C-1處理的油菜種子的發(fā)芽率均大于未接菌的對(duì)照（CK），但差異不顯著（ Pgt;0.05） ，表明菌株A10C-1添加與否對(duì)油菜種子的發(fā)芽沒(méi)有顯著影響。以上結(jié)果表明，無(wú)論是 Cu²⁺ 脅迫還是接菌處理對(duì)油菜種子發(fā)芽的影響都不明顯，也反映出油菜為能夠耐受 Cu²⁺ 毒性的植物，在低于 200mg/LCu²⁺ 脅迫濃度下均可完成正常的萌發(fā)過(guò)程。

圖4基于16SrRNA基因序列構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)

由圖6可知，隨著 Cu²⁺ 脅迫濃度的增加，油菜種子的根長(zhǎng)和種子幼苗鮮重均呈降低趨勢(shì)，芽長(zhǎng)呈先降低后略微升高的趨勢(shì)，表明高濃度的 Cu²⁺ 對(duì)于發(fā)芽種子的一些生理指標(biāo)有很強(qiáng)的抑制作用。不同 Cu²⁺ 濃度條件下，接菌處理明顯影響油菜種子的根長(zhǎng)和鮮重。當(dāng) Cu²⁺ 脅迫濃度在 20～160mg/L 時(shí)，接菌種子的根長(zhǎng)均顯著大于相同濃度下未接菌種子的根長(zhǎng) Plt;0.05 或 Plt;0.01 ）。當(dāng)無(wú)重金屬脅迫時(shí)，接菌種子的鮮重顯著高于未接菌種子（ Plt;0.01 ；隨著 Cu²⁺ 脅迫濃度的增加，接菌種子的鮮重呈降低趨勢(shì)，但微生物的存在可以有效緩解發(fā)芽種子幼苗鮮重的下降程度，當(dāng) Cu²⁺ 脅迫濃度為 20～ 140mg/L 時(shí)，接菌種子的鮮重顯著高于相同濃度下未接菌種子的鮮重（ Plt;0.05 或 Plt;0.01 ）。

注： ? 表示差異顯著（ Plt;0.05） ; ?：? 表示差異極顯著（ Plt;0.01 ） Note： ? means significant difference（ Plt;0.05） ；**meansextremelysignificant difference（ Plt;0.01? L

2.6菌株A10C-1對(duì)油菜生長(zhǎng)和 Cu²⁺ 吸收積累的影響

2.6.1菌株10C-1對(duì)油菜生長(zhǎng)的影響。從接菌種植60d后油菜鮮重增長(zhǎng)情況（圖7）可以看出，在未接菌的對(duì)照組（CK）中，隨著土壤 Cu²⁺ 濃度的增加，油菜的鮮重逐漸降低，表明土壤中 Cu²⁺ 在一定程度上影響了油菜的生長(zhǎng)。在接種菌株 A10C-1 的處理組（A）中，在 50、100、200mg/kgCu²⁺ 濃度下，油菜鮮重較對(duì)照組分別增加 21.37%.70.42% 、39.91% ，表明在不同 Cu²⁺ 脅迫濃度下，菌株 Al0C-1 均能促進(jìn)油菜的生長(zhǎng)，提高植株的鮮重，從而緩解 Cu²⁺ 對(duì)油菜的抑制作用。

葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的功能物質(zhì)，葉綠素含量的高低能反映植物光合作用水平的強(qiáng)弱，是評(píng)價(jià)植株生理狀況的一項(xiàng)重要指標(biāo)。由圖8可知，在未接菌的對(duì)照組（CK）中，隨著土壤 Cu²⁺ 濃度的增加，油菜的葉綠素含量逐漸降低，表明不同濃度的 Cu²⁺ 脅迫對(duì)油菜葉綠素的合成具有抑制作用。在接種A10C-1的處理組中，在 0.50、100、200mg/kgCu²⁺ 脅迫濃度下，油菜葉綠素含量與未接菌對(duì)照相比分別提高6.33%16.15%.60.56%.48.76% ，說(shuō)明菌株 Al0C-1 能增強(qiáng)油菜對(duì) Cu 污染環(huán)境的耐受性，促進(jìn)其葉綠素的合成。

Note：* means significant difference（ Plt;0.05 ； ?：?{ means extremely significantdifference（ Plt;0.01 .

由圖9可知，在土壤 Cu²⁺ 濃度為 50mg/kg 條件下，接種A10C-1顯著提高油菜的植株高度（ Plt;0.01 ），在50、100、200mg/kgCu²⁺ 脅迫濃度下接菌組的油菜株高較未接菌對(duì)照分別提高了 50.09% 、 12.89% 7 1.68% 。以上結(jié)果顯示，在Cu²⁺"濃度較低時(shí)菌株A10C-1可以明顯提高油菜的株高，這與該菌具有較好的植物促生特性有關(guān)。油菜的根長(zhǎng)隨著Cu²⁺"脅迫濃度的升高，總體呈現(xiàn)先增加再下降的趨勢(shì)，說(shuō)明隨著 Cu²⁺"濃度的升高，油菜為了應(yīng)對(duì)所受到的脅迫，根長(zhǎng)增加，當(dāng) Cu²⁺"濃度達(dá)到高濃度時(shí)，油菜受到的損害加重，根長(zhǎng)減少。在 50，100，200mg/kgCu²⁺"脅迫濃度下接種菌株A10C-1與未接菌對(duì)照相比根長(zhǎng)均有所增加，但差異不顯著。

Note：* means significant difference（ Plt;0.05） ： ** means extremely significantdifference（ Plt;0.01 ）.

注： * 表示差異顯著（ Plt;0.05） ；**表示差異極顯著（ Plt;0.01 ）。

Note：* means significant difference（ Plt;0.05） ； ** means extremely significant difference（ Plt;0.01? L

Fig.9Effect of strain A1oC-1 on plant height and root length of oilseed rape under different Cu²⁺ stress concentrati

2.6.2菌株A10C-1對(duì)油菜 Cu²⁺ 吸收積累的影響。采用原子吸收法測(cè)定油菜地上部和地下部（根部） Cu²⁺ 含量，結(jié)果如圖10所示。在未接種A10C-1條件下（CK組），隨著 Cu²⁺ 濃度的提高，油菜的地上部 Cu²⁺ 含量呈先升高后降低的趨勢(shì)；根部 Cu²⁺ 含量呈現(xiàn)升高的趨勢(shì)，且根部的 Cu²⁺ 含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于地上部，表明油菜中的 Cu²⁺ 主要富集在根部。在 Cu²⁺ 濃度為50mg/kg 時(shí)，接種菌株A10C-1能夠顯著提高油菜對(duì) Cu²⁺ 的吸收積累，與未接菌對(duì)照相比油菜地上部和根部 Cu²⁺ 含量分別提高 140.02%.55.56% 。在 Cu²⁺ 濃度較高時(shí)，菌株A10C-1對(duì)油菜地上部和根部 Cu²⁺ 富集特性的影響有一定差別。接菌后地上部 Cu²⁺ 含量顯著高于相同 Cu²⁺ 脅迫濃度下的未接菌對(duì)照（ Plt;0.01 ，當(dāng) Cu²⁺ 濃度為 200mg/kg 時(shí)，地上部的富集吸收量達(dá)到了 15.33mg/kg ，當(dāng) Cu²⁺ 濃度為 100mg/kg 時(shí)，地上部積累量達(dá)到最高，為 23.00mg/kg ；接菌后根部的吸收積累量低于地上部，且與未接菌的對(duì)照相比 Cu²⁺ 含量下降，分別為10.00和 14.00mg/kg ;隨著 Cu²⁺ 濃度的增加，地上部的 Cu²⁺ 含量始終高于根部，可能是因?yàn)楦邼舛?Cu²⁺ 脅迫對(duì)根部的抑制大于地上部，且地上部相對(duì)生長(zhǎng)良好，從而對(duì) Cu²⁺ 產(chǎn)生稀釋效應(yīng)，能夠吸收更多的 Cu²⁺

由圖11可知，無(wú)論未接菌對(duì)照還是接菌處理油菜對(duì)土壤中 Cu²⁺ 的去除率均隨著土壤 Cu²⁺ 濃度的升高而降低。當(dāng)土壤中 Cu²⁺ 濃度為 50mg/kg 時(shí)，接種A10C-1后大大降低土壤 Cu²⁺ 含量，土壤中 Cu²⁺ 去除率達(dá)到 58.34% ;當(dāng) Cu²⁺ 濃度為100、200mg/kg 時(shí)，土壤中 Cu²⁺ 去除率分別為 40.67%，16.34% 。由圖10可知，在 50mg/kgCu²⁺"脅迫濃度下，接種 A10C-1 使油菜的地上部和根部 Cu²⁺"含量均顯著提高，再綜合土壤中 Cu²⁺"去除率因素，得出在低濃度 Cu²⁺"脅迫下接菌能促進(jìn)油菜對(duì) Cu²⁺"的富集吸收，并且有利于油菜對(duì)土壤中重金屬Cu的去除。

Note： ^* means significant difference（ Plt;0.05 ）； ** means extremely significant difference（ Plt;0.01 ）

注： ** 表示差異極顯著（ Plt;0.01 。

Note： ** means extremely significant difference（ Plt;0.01? .

2.6.3 菌株A10C-1對(duì)油菜組織中 Cu²⁺ 富集和轉(zhuǎn)運(yùn)的影響。

富集系數(shù)是衡量植物對(duì)重金屬吸附能力的指標(biāo)，而轉(zhuǎn)移系數(shù)則是衡量植物對(duì)重金屬轉(zhuǎn)運(yùn)能力的指標(biāo)。植物轉(zhuǎn)移系數(shù)越大，表明重金屬在植物體內(nèi)轉(zhuǎn)移越快。由圖12可知，未接菌對(duì)照組隨著土壤 Cu²⁺ 濃度的增大，油菜的富集系數(shù)和轉(zhuǎn)移系數(shù)均出現(xiàn)降低。這可能是由于隨著 Cu²⁺ 濃度的增加， Cu²⁺ 對(duì)植物產(chǎn)生毒害，影響了其根部和地上部的生長(zhǎng)以及油菜對(duì)重金屬的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)，導(dǎo)致富集系數(shù)和轉(zhuǎn)移系數(shù)下降。接菌處理可以緩解油菜植株遭受的 Cu²⁺ 脅迫，增強(qiáng)植物吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)Cu²⁺ 的能力。在 Cu²⁺ 脅迫濃度為 50，100，200mg/kg 時(shí)，與未接菌對(duì)照組相比，接種A10C-1使油菜的 Cu²⁺ 富集系數(shù)分別提高了 204.44%.101.62%.19.05% ，轉(zhuǎn)移系數(shù)分別提高了54.29% 、 196.90% 、 381.62% 。在低濃度（ 50mg/kg）Cu²⁺ 脅迫下接菌能提高油菜對(duì) Cu²⁺ 的富集吸收量，富集系數(shù)可達(dá) 1.56 在中、高濃度（ 100，200mg/kg）Cu²⁺ 脅迫下，接菌能促進(jìn) Cu²⁺ 由油菜根部向地上部分運(yùn)輸，轉(zhuǎn)移系數(shù)分別為1.64、1.53，與對(duì)照組相比轉(zhuǎn)移系數(shù)顯著升高（ Plt;0.01 ）。

3討論與結(jié)論

姚雪丹等[通過(guò)實(shí)地調(diào)查采樣，分析市某化工園及周邊土壤的重金屬污染狀況，并通過(guò)多種評(píng)價(jià)方法研究發(fā)現(xiàn)該區(qū)域存在潛在 Cu 污染風(fēng)險(xiǎn)。該研究從上述Cu污染區(qū)域土壤中分離得到19株耐受 Cu 的細(xì)菌，其中菌株A10C-1兼具耐銅和優(yōu)良的促生長(zhǎng)特性，其無(wú)機(jī)磷和有機(jī)磷的溶解量分別為 388.549，34.456mg/L ，IAA合成量為49.782mg/L 。通過(guò)形態(tài)、生理生化特性以及16SrRNA基因序列初步鑒定菌株A10C-1為沙雷氏菌屬（Serratia）居泉沙雷氏菌（Serratiafonticola）。目前，已報(bào)道沙雷氏菌屬一些種具有防病促生的特性。Muller等[18]研究發(fā)現(xiàn) Serratia ply-muthicaHRO-C48能夠有效抑制由土傳真菌引起的病害，促進(jìn)植物生長(zhǎng)。李嵩等[19]報(bào)道黏質(zhì)沙雷氏菌（S.marcescens）H04的有機(jī)磷溶解量為 22.99mg/L 。高曉星[20]發(fā)現(xiàn)一株沙雷氏菌X4，其無(wú)機(jī)磷和有機(jī)磷的溶解量分別為19.37、14.39mg/L ，IAA合成量為 50.74mg/L 。可見(jiàn)菌株 Al0C-1 具有較強(qiáng)的促進(jìn)植物生長(zhǎng)的潛力。

Fig.12Eect of strain A10C-1 onenrichment coefficient and transfer coeffcient in oilseed rape under different Cu²⁺ stress concentration

為了考察分離篩選出的菌株A10C-1實(shí)際應(yīng)用價(jià)值及其在提高植物重金屬抗性和重金屬積累量方面的潛力，該研究探討了S.fonticolaA10C-1在不同濃度 Cu²⁺ 處理下對(duì)油菜種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明，接種菌株 Al0C-1 能夠有效緩解 Cu²⁺ 脅迫對(duì)油菜種子的毒害作用。分析原因可能是菌株 Al0C-1 具有促生特性，可刺激油菜種子內(nèi)部一些與萌發(fā)有關(guān)的物質(zhì)含量增加，如種子萌發(fā)需要的各種酶、促進(jìn)種子內(nèi)部代謝活動(dòng)的物質(zhì)；或者微生物菌株本身會(huì)吸附一定量外界環(huán)境中的重金屬Cu，使得進(jìn)人種子內(nèi)部的 Cu²⁺ 含量得到降低。這與很多研究結(jié)果一致，如王桔紅等[2將一株耐銅菌HXC-8接種于含羞草種子后發(fā)現(xiàn)當(dāng) Cu²⁺ 濃度為350和 400mg/L 時(shí)，接菌處理種子的活力指數(shù)顯著高于未接菌對(duì)照。

大部分植物生長(zhǎng)促進(jìn)細(xì)菌可以分泌某些植物激素（如吲哚乙酸、脫落酸、赤霉素、細(xì)胞分裂素等）或植物激素代謝酶類(lèi)（如1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸脫氨酶）刺激植物根系的發(fā)育，進(jìn)而促進(jìn)植物生長(zhǎng)；或者微生物通過(guò)固氮作用、溶磷作用、解鉀作用促進(jìn)植物吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；通過(guò)分泌鐵載體、抗生素等促進(jìn)植物對(duì)病原微生物的抗性[22-23]。一些植物促生菌可能參與加速金屬離子的流動(dòng)或固定、酸化、螯合、還原，進(jìn)而影響植物對(duì)重金屬的吸收[24]。該研究的盆栽試驗(yàn)結(jié)果表明，在 100mg/kgCu²⁺ 脅迫濃度下菌株 Al0C-1 能促進(jìn)油菜的生長(zhǎng)，與未接菌對(duì)照相比油菜鮮重增加 70.42% ，油菜葉綠素含量提高 60.56% ；在低 Cu²⁺ 濃度（ 50mg/kg? 下接菌處理能夠顯著提高油菜對(duì) Cu²⁺ 的吸收，油菜地上部和根部 Cu²⁺ 含量比未接菌對(duì)照分別提高 140.02% 、 55.56% ；當(dāng) Cu²⁺ 濃度為100mg/kg 時(shí)，地上部積累量達(dá)到最高，為 23.00mg/kg ，表明S.fonticolaA10C-1對(duì)油菜幼苗生長(zhǎng)和富集 Cu²⁺ 具有促進(jìn)作用。這與前人的研究結(jié)果基本一致，如胡志偉[]研究促生細(xì)菌強(qiáng)化油菜修復(fù) Cu 污染土壤的效應(yīng)，結(jié)果顯示，接種發(fā)根農(nóng)桿菌TC1可提高油菜根部 Cu²⁺ 含量 24.00% ；接種根瘤菌W33可分別提高油菜地上部和根部 Cu²⁺ 含量 24.20% 、37.10% 。該研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)土壤中 Cu²⁺ 濃度為 50，100mg/kg 時(shí)，接種 Al0C-1 菌劑后油菜對(duì)土壤中 Cu²⁺ 去除率分別為58.34%.40.67% ，可能是油菜受重金屬Cu的刺激，根系中某些特異性分泌物的含量增加，從而在一定程度上促進(jìn)土壤中Cu²⁺ 的活化以及油菜對(duì) Cu²⁺ 的吸收。

富集系數(shù)和轉(zhuǎn)移系數(shù)反映了植物吸收和運(yùn)輸重金屬的能力。該研究發(fā)現(xiàn)，接種菌株 A10C^-1 使得油菜地上部分對(duì)Cu²⁺ 的富集系數(shù)上升為1.56，根部對(duì) Cu²⁺ 的轉(zhuǎn)移系數(shù)上升為1.64，表明接菌促進(jìn)了油菜地上部分對(duì) Cu²⁺ 的吸收和根部向地上部分轉(zhuǎn)運(yùn)的能力，這與朱生翠等[25]對(duì)根際真菌毛霉QS1接菌處理促進(jìn)Cd在油菜植株體內(nèi)的富集和Cd從根部向地上部分遷移的研究結(jié)果一致。分離篩選到的S.fonticolaA10C-1對(duì)土壤環(huán)境有較強(qiáng)的適應(yīng)性，是一種良好的促進(jìn)油菜修復(fù)土壤重金屬Cu污染的菌劑。該研究為進(jìn)一步闡明根際促生菌耐受重金屬機(jī)制和植物-微生物聯(lián)合修復(fù)途徑的應(yīng)用提供理論和試驗(yàn)依據(jù)。

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