1、1第二节第二节 污染物的植物吸收与转化污染物的植物吸收与转化土土 壤壤重金属重金属污污 染染 造成农田土壤不同程度的污染：重度污染、中度污染、轻度污染一、土壤污染概况一、土壤污染概况3http:/ 2005年年06月月03日日00:36 央视央视经济半小时经济半小时 韶关市翁源县上坝村韶关市翁源县上坝村癌症村癌症村 致癌物质致癌物质镉、砷、铁、锌等重金属镉、砷、铁、锌等重金属4炼铜造成的农田重金属污染炼铜造成的农田重金属污染5v江西省优势水稻产区土壤环境质量状况主要受制于江西省优势水稻产区土壤环境质量状况主要受制于矿山的开采、冶炼及加工。矿山的开采、冶炼及加工。v重污染源为：铜矿、钨矿、钒矿和
2、铅锌矿；重污染源为：铜矿、钨矿、钒矿和铅锌矿；v主要污染物为主要污染物为Cd（超标（超标64倍）、倍）、Cu（5.7倍）、倍）、As（3.8倍）和倍）和Hg。v县污染源涉及县污染源涉及14个乡镇，覆盖个乡镇，覆盖30个乡镇，污灌面个乡镇，污灌面积达积达1548km2，乐平和贵溪复合污染面积，乐平和贵溪复合污染面积8000亩。亩。6广西村庄被重金属污染广西村庄被重金属污染 村民手脚畸形村民手脚畸形http:/ kg-1)1189有机质有机质()4.200-5cm全全Cu(mg kg-1)1946CEC(cmol kg-1)7.095-15cm全全Zn(mg kg-1)1600.1全全N()0.1
3、285-15cm全全Pb(mg kg-1)340.6水解水解N(mg kg-1)98.455-15cm全全Cu(mg kg-1)560.4全全P()0.11215-35cm全全Zn(mg kg-1)100.2有效有效P(mg kg-1)37.2115-35cm全全Pb(mg kg-1)18.50-5cm全全Zn(mg kg-1)742215-35cm全全Cu(mg kg-1)44.2重金属重度污染的农田土壤重金属重度污染的农田土壤级别级别一级一级二级二级三级三级土壤土壤pH值值自然背景自然背景7.56.5项目项目镉镉 0.200.300.601.0汞汞 0.150.300.501.01.5砷砷
4、 水田水田 1530252030 旱地旱地 1540302540铜铜 农田等农田等3550100100400 果园果园 150200200400铅铅 35250300350500铬铬 水田水田 90250300350400 旱地旱地 90150200250300锌锌 100 200250300500镍镍 40405060200六六六六六六 0.050.501.0滴滴涕滴滴涕 0.050.501.0土壤环境质量标准值土壤环境质量标准值(mg/kg)农业生态系统中重金属的循环江河湖海中的重金属江河湖海中的重金属工矿废弃物工矿废弃物城市污泥城市污泥大气沉降大气沉降农业化学品农业化学品土壤生物土壤生物
5、作物吸收作物吸收.分分解解固固定定溶溶解解固固定定径径流流微生物利微生物利用用排泄物排泄物排放利用排放利用排放、流排放、流失失排放、流失排放、流失进入地质大循环进入地质大循环含重金属母质含重金属母质交换性重金属盐交换性重金属盐水溶性重金属盐水溶性重金属盐不同区域不同区域耕地耕地中重金属的含量中重金属的含量（0-20cm）区域耕地的重金属状况区域耕地的重金属状况区域区域CuPbCdCrAsNiZn山东寿光山东寿光n=29变幅变幅13.20-41.7213.43-31.950.11-0.3435.88-75.406.37-14.1221.87-48.4357.45-131.07 S.D22.087
6、.1020.255.270.210.0650.8010.4110.562.0131.307.3081.4818.78CV%32.226.026.820.519.123.323.0超标率超标率0.0%(0)0.0%(0)0.0%(0)0.0%(0)0.0%(0)0.0%(0)0.0%(0)吉林四平吉林四平n=37变幅变幅6.82-27.358.39-22.320.044-0.35620.55-77.444.21-14.929.84-32.0518.70-75.79 S.D16.765.5915.743.870.1140.06846.4916.078.382.6821.756.5449.1115.
7、50CV%33.424.659.434.631.930.131.6超标率超标率0.0%(0)0.0%(0)2.7%(1)0.0%(0)0.0%(0)0.0%(0)0.0%(0)湖南石门湖南石门n=27变幅变幅17.90-32.223.50-36.70.15-0.7343.60-77.47.40-544.522.10-41.546.90-142.5 S.D23.803.6529.203.250.500.13557.008.02562.70104.1829.704.3773.2017.06CV%15.311.127.514.1166.214.723.3超标率超标率0.0%(0)0.0%(0)92.
8、6%(25)0.0%(0)55.6%(15)0.0%(0)0.0%(0)湖南株洲湖南株洲n=8变幅变幅24.50-100.875.20-849.91.48-26.8845.80-133.715.00-69.824.20-41.8157.80-1450.9 S.D44.6524.83257.72248.197.018.2881.9730.8226.8017.8528.905.39257.01248.19CV%55.696.3118.237.666.618.796.3超标率超标率12.5%(1)12.5%(1)100%(8)0.0%(0)12.5%(1)0.0%(0)62.5%(5)土壤土壤II标
9、准标准7.5pH6.51003000.302003050250不同区域不同区域蔬菜地蔬菜地的重金属含量的重金属含量（0-20cm）区域区域CuPbCdCrAsNiZn山东寿光山东寿光n=62变幅变幅13.83-79.5012.24-45.200.09-3.5639.03-82.586.78-13.6420.29-66.3960.20-268.20 S.D33.9113.2617.974.360.550.5152.909.389.621.6628.887.75124.2471.39CV%39.124.392.817.717.226.857.5超标率超标率9.7%(6)0.0%(0)77.4%(4
10、8)0.0%(0)0.0%(0)6.5%(4)3.2%(2)吉林四平吉林四平n=83变幅变幅9.85-95.007.83-27.400.04-2.95330.80-107.034.90-19.2711.42-37.5434.99-139.30 S.D37.2017.5217.983.770.4670.54267.5013.6612.472.9425.175.2497.6823.76CV%47.121.0115.920.223.620.827.1超标率超标率18.1%(15)0.0%(0)39.8%(33)0.0%(0)0.0%(0)0.0%(0)0.0%(0)湖南石门湖南石门n=8变幅变幅18
11、.40-36.7025.10-39.600.27-0.8446.60-80.807.70-106.0021.70-51.7050.70-93.80 S.D27.007.6531.505.890.500.1956.9011.5742.1034.8331.409.7472.2016.02CV%28.318.740.920.382.831.022.2超标率超标率0.0%(0)0.0%(0)87.5%(7)0.0%(0)37.5%(3)12.5%(1)0.0%(0)湖南株洲湖南株洲n=14变幅变幅28.40-109.645.90-954.900.90-38.1430.90-152.714.20-86.
12、8014.50-49.80123.50-2127.10 S.D60.5029.20319.90280.999.7011.2272.6034.7837.2023.5030.309.15571.90599.24CV%48.387.8115.447.963.330.2104.8超标率超标率50%(7)42.9%(6)100%(14)7.1%(1)28.6%(4)14.3%(2)57.1%(8)土壤土壤II标准标准pH H6.5502500.30150404020014我国粮食卫生标准我国粮食卫生标准:Cd:0.2mg kg-1，Pb:1.0mg kg-1，Cu:10.0mg kg-1，Zn:50mg
13、 kg-1；复合污染区复合污染区25个稻米个稻米:Cu：2.938.23 mg kg-1,10.0mg kg-1Zn:4.4045.83 mg kg-1,糊粉层糊粉层果皮果皮近糊粉层近糊粉层处胚乳处胚乳颖果中心颖果中心。王亚军王亚军等等.粮食与饲料工业粮食与饲料工业,2010,10皮层皮层糙米糙米标米标米稻谷稻谷稻壳稻壳A、不同部位的、不同部位的Cd流速差异很大，籽粒基部流速差异很大，籽粒基部Cd流速与糙米中流速与糙米中Cd含量密切相关。含量密切相关。B、伯克氏菌能提高水稻根系的、伯克氏菌能提高水稻根系的Cd积累量，不会增加积累量，不会增加Cd向地向地上部分的转运量！上部分的转运量！籽粒基部籽
14、粒基部Cd流速（流速（pmol.cm-2.s-1)在品种间的差异在品种间的差异-25-20-15-10-50505001000150020002500穗下重复间比较穗下重复间比较24-1穗下24-2穗下24-3穗下Sun et al.J Plant Physiol.2013,170:355-35943(1)超积累植物：超积累植物：v指能超量吸收重金属并将其运移到地上部的植物。指能超量吸收重金属并将其运移到地上部的植物。超积累植物的界定：超积累植物的界定：v植物地上部富集的重金属应达到一定的量；植物地上部富集的重金属应达到一定的量；v植物地上部的重金属含量应高于根部植物地上部的重金属含量应高于根
15、部。即满足即满足S/R1的条件的条件(S和和R分别指植物地上部和根部分别指植物地上部和根部重金属的含量；或重金属的含量；或迁移系数迁移系数TF1)。3.超累积植物对重金属的吸收及其分布超累积植物对重金属的吸收及其分布44v耐性特征耐性特征:植物生物量未明显下降植物生物量未明显下降,至少当土壤中重金属至少当土壤中重金属含量高到足以使植物富集的含量达到超积累植物应达到含量高到足以使植物富集的含量达到超积累植物应达到的临界含量时的临界含量时,生物量没有显著下降。生物量没有显著下降。v富集系数特征富集系数特征:EFEF1 1,地上部地上部(主要指茎或叶主要指茎或叶)富集系数富集系数大于大于1,1,至少
16、当土壤中重金属含量高到足以使植物富集的至少当土壤中重金属含量高到足以使植物富集的含量达到超积累植物应达到的临界含量时含量达到超积累植物应达到的临界含量时,地上部富集地上部富集系数大于系数大于1 1。45v对对Cr、Co、Ni、Cu、Pb的累积量的累积量1000mg/kg 的的植物；植物；v对对Mn或或Zn的累积量的累积量 10000 mg/kg的植物。的植物。v超积累植物超积累植物是指对重金属的吸收量是指对重金属的吸收量超过一般植物超过一般植物100倍倍以上的植物。以上的植物。v超积累植物超积累植物通常要求金属离子在植物中的含量要通常要求金属离子在植物中的含量要 0.1%1.0%(干重干重)。
17、金属的回收金属的回收(2)Baker 和和Brooks对超积累植物的定义对超积累植物的定义46重金属重金属元素元素 土壤中土壤中含量含量普通植物中普通植物中含量含量 超累积植物临超累积植物临界标准界标准镉镉CdCd 100100钴钴CoCo10101 110001000铬铬CrCr60601 110001000锰锰MnMn85085080801000010000镍镍NiNi40402 210001000铅铅PbPb10105 510001000锌锌ZnZn50501001001000010000重金属在土壤、普通植物中的平均浓度及其在超累重金属在土壤、普通植物中的平均浓度及其在超累积植物中的临
18、界标准积植物中的临界标准(mg/kg)47(3)超累积植物的种类超累积植物的种类v全世界大约发现了全世界大约发现了400多种超积累植物。多种超积累植物。v包括树木、蔬菜、牧草和杂草等。包括树木、蔬菜、牧草和杂草等。v最重要的超积累植物主要集中在十字花科，世界上最重要的超积累植物主要集中在十字花科，世界上研究最多的是芸苔属、庭芥属及遏蓝菜属研究最多的是芸苔属、庭芥属及遏蓝菜属。v国内一些研究者发现了本地的超积累植物。国内一些研究者发现了本地的超积累植物。48我国原生植物修复材料我国原生植物修复材料元素元素名称名称拉丁名拉丁名参考资料参考资料Cu海州香薷海州香薷Elsholtzia haichow
19、ensis (splendens)Yang et al.,1998;Tang et al,1999酸模酸模Rumex acetosaTang et al,1999鸭趾草鸭趾草Commelina communisTang et al,1999;Shu et al,2001Polygonum perfoliatumWu et al,unpublished密麻厥密麻厥Petridium revolutumZheng et al,unpublishedAs蜈蚣草蜈蚣草Pteris vittataChen et al,2002大叶井口边草大叶井口边草P.cretica var.nervosaWei et
20、 al,2002井栏边草井栏边草P.multifidaWang et al,2005斜羽凤尾蕨斜羽凤尾蕨P.oshimensisWang et al,2005金钗凤尾蕨金钗凤尾蕨P.faurieiWang et al,2005紫轴凤尾蕨紫轴凤尾蕨P.aspericaulisWang et al,2005齿翅井栏边草齿翅井栏边草P.multifida f.serrulataWang et al,200549我国原生植物修复材料（续）我国原生植物修复材料（续）元素元素名称名称拉丁名拉丁名参考资料参考资料Pb宝山堇菜宝山堇菜Viola baoshanensis Liu et al,2004滇白前滇白
21、前Silene viscidulaYu et al,2005滇紫草滇紫草Onosma paniculatumYu et al,2005细蝇子草细蝇子草Silene gracilicanlisYu et al,2005土荆芥土荆芥Chenopodium ambrosioidesWu et al,2005Zn东南景天东南景天Sedum alfrediiYang et al,2002翻白叶翻白叶 Potentilla griffithii var.velutinaQiu et al,2005，Yu et al,2005小龙胆小龙胆 Gentiana sp.Yu et al,2005阿墩子龙胆阿墩子龙
22、胆Gentiana atuntsiensisYu et al,2005东北铁线莲东北铁线莲Clematis mandshurica Hu et al,19845050我国原生植物修复材料（续）我国原生植物修复材料（续）元素元素名称名称拉丁名拉丁名参考资料参考资料Cd东南景天东南景天Sedum alfrediiYang et al,2002龙葵龙葵Solanum nigrum Zhou et al,2004宝山堇菜宝山堇菜Viola baoshanensis刘威刘威,束文圣束文圣,蓝崇钰蓝崇钰 2003杨桃杨桃Averrhoa carambolaLi,Shu,et al.,20095152植物修
23、复案例植物修复案例超富集植物超富集植物v目前发现很多目前发现很多Ni的超积累植物，干叶中的超积累植物，干叶中Ni含量达含量达1%，叶灰分中叶灰分中Ni含量达含量达23%以上。以上。v正常植物忍受正常植物忍受Ni的含量范围为的含量范围为5-300mg/kg，而，而Ni超超积累植物的叶面镍含量高达积累植物的叶面镍含量高达19000mg/kg。53堇菜堇菜 鸭趾草鸭趾草54我国原生新发现的重金属耐性、富集/超积累植物东南景天v锌/镉超积累、Pb富集。v生物量较大、多年生、无性繁殖、适于刈割。有望成为多金属复合污染土壤植物修复的优选材料。55矿山生态型矿山生态型 Two different genot
24、ypes of Elsholtia Splendens:i.e.Purple and white flower非矿山生态型非矿山生态型 56周星启等周星启等(2004)从从20科科54种杂草中筛选出种杂草中筛选出镉镉(Cd)超超积累植物积累植物-龙葵龙葵(Solanum nigrum)5758杨桃杨桃Averrhoa carambola L.Yielded a high shoot biomass of 30 t ha1 in 230 d Extracted 330 g ha1 Cd in the aerial tissues 59杨桃提取杨桃提取Cd60蜈蚣草蜈蚣草6162蜈蚣草修复砷污染土
25、壤蜈蚣草修复砷污染土壤湖南郴州湖南郴州63Zhu YG,Rosen BP.Perspectives for genetic engineering for the phytoremediation of arsenic-contaminated environments:from imagination to reality?.Current Opinion in Biotechnology,2009,20:220-224(4)植物的植物的As吸收吸收及其在植物体内及其在植物体内的代谢的代谢64Raab,et al.Uptake,translocation and transformation
26、 of arsenate and arsenite in sunflower(Heliannthus annuus):formation of arsenicphytochelatin complexes during exposure to high arsenic concentrations.New Phytol,168(2005),pp.55155865Arsenic(As)uptake rate(nmol h1)in roots,stems and leaves of Helianthus annuus66As species in roots analyzed by HPLC-IC
27、P-MS（高效液相色谱（高效液相色谱-电感耦合等离子体电感耦合等离子体-质谱仪）质谱仪）6767Arsenic Speciation in SeaweedsvHsieh Y-J and Jiang S-J.Application of HPLC-ICP-MS and HPLC-ESI-MS Procedures for Arsenic Speciation in Seaweeds.J.Agric.Food Chem.,2012,60(9):2083208968超富集植物对超富集植物对重金属吸收重金属吸收运输与锁定运输与锁定69-XRF elemental maps for Zn(red),Cd
28、(green),and Ca(blue)of stem cross sections from 东南景天东南景天Tian et al.Cellular Sequestration of Cadmium in the Hyperaccumulator Plant Species Sedum alfredii.Plant Physiology,201170LA-ICP-MS分析分析Cd在东南景天体内的形态分布在东南景天体内的形态分布（激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪）（激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪）71三、植物对有机污染物的吸收与转化三、植物对有机污染物的吸收与转化1.1.植物吸收植物吸收2.2.
29、植物的降解和代谢作用植物的降解和代谢作用3.3.增强根际微生物降解增强根际微生物降解721.1.植物吸收植物吸收v有机污染物被植物吸收后，可直接以母体化合物或有机污染物被植物吸收后，可直接以母体化合物或以不具有植物毒性的代谢产物的形态，通过以不具有植物毒性的代谢产物的形态，通过木质化木质化作用作用在植物组织中贮藏，也可矿化，或随植物的蒸在植物组织中贮藏，也可矿化，或随植物的蒸腾（呼吸）作用排出植物体。腾（呼吸）作用排出植物体。v化合物的物化性质是控制吸收的重要因素，如辛化合物的物化性质是控制吸收的重要因素，如辛醇醇水分配系数（水分配系数（lgKow）、酸度常数、浓度等。）、酸度常数、浓度等。7
30、3v外来物质被植物吸收到体内后，通常代谢过程经历外来物质被植物吸收到体内后，通常代谢过程经历以下三个阶段以下三个阶段转化（转化（transformation）、结合）、结合(conjugation)和隔离和隔离(compartmentation)。v这些阶段这些阶段参与酶参与酶与与哺乳动物肝脏的酶哺乳动物肝脏的酶具有很多共性，具有很多共性，因此植物被当作因此植物被当作“绿色肝脏绿色肝脏”。74v外来物质被植物吸收到体内后，通常代谢过程经历外来物质被植物吸收到体内后，通常代谢过程经历以下三个阶段以下三个阶段转化（转化（transformation）、结合）、结合(conjugation)和隔离和
31、隔离(compartmentation)。v这些阶段参与酶与哺乳动物肝脏的酶具有很多共性，这些阶段参与酶与哺乳动物肝脏的酶具有很多共性，因此植物被当作因此植物被当作“绿色肝脏绿色肝脏”。不同蔬菜体内不同蔬菜体内PAEsMo et al.Arch Environ Contam Toxicol 2009Li et al.Int J Phytoremediat,2014PAEs可通过植物吸收等可通过植物吸收等途径进入食物链途径进入食物链Wu et al.J.Agric.Food Chem.,2013,61 76水稻吸收累积水稻吸收累积PAEs及其分布及其分布77Uptake by Cucurbita
32、ceae of Soil-Borne Contaminants Depends upon Plant Genotype and Pollutant Properties.ES&T,2006 采用双光子共焦激光扫描显微镜观察叶片表皮层采用双光子共焦激光扫描显微镜观察叶片表皮层PAHs分布分布Health and Ecosystem Risks of Graphene Hu XG,&Zhou QX.Chemical Reviews,2013由碳原子以由碳原子以sp2杂化轨道组成六杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜角型呈蜂巢晶格的平面薄膜80植物体植物体内分解内分解成为植物体的组成成分成为植物体
33、的组成成分 转化成二氧化碳和水转化成二氧化碳和水 转化转化成为无毒性的中间成为无毒性的中间代谢物（木质素）储存代谢物（木质素）储存在植物细胞中在植物细胞中 有机污有机污染物染物木木质质化化作作用用挥发、代谢挥发、代谢矿化矿化 植物转化作用植物转化作用2.植物降解和代谢作用植物降解和代谢作用81PAHs在植物体内一般通过在植物体内一般通过羟基化作用羟基化作用被被氧化氧化。微粒微粒体单氧化酶体单氧化酶可使单环和多环芳烃转化为羟基化合物。可使单环和多环芳烃转化为羟基化合物。萘和苯并萘和苯并(a)芘在植物体内均可被羟化芘在植物体内均可被羟化。脱氨反应、脱硫反应、脱氨反应、脱硫反应、N-氧化反应、氧化反
34、应、S-氧化反应、氧化反应、无环烃和环烃氧化反应等。无环烃和环烃氧化反应等。82Gao et al.Metabolism and subcellular distribution of anthracene in tall fescue(Festuca arundinacea Schreb.).Plant&Soil.2013蒽的浓度变化蒽的浓度变化蒽的消减率蒽的消减率83蒽的亚细胞分布蒽的亚细胞分布84v植物的根系可以向土壤环境释放大量分泌物，其数植物的根系可以向土壤环境释放大量分泌物，其数量约占植物年光合作用的量约占植物年光合作用的10%20%。这些根系分泌物中，酶对污染物的降解起到关键作用
35、。这些根系分泌物中，酶对污染物的降解起到关键作用。另外植物还可以分泌共代谢的底物，使难降解污染物发另外植物还可以分泌共代谢的底物，使难降解污染物发生共代谢作用。生共代谢作用。v植物养分吸收的活化剂。植物养分吸收的活化剂。v土壤结构形成的联结者。土壤结构形成的联结者。v微生物活性的催化剂。微生物活性的催化剂。植物根系分泌物的作用植物根系分泌物的作用 植物根系分泌物和酶的代谢转化作用植物根系分泌物和酶的代谢转化作用 85v植物代谢有机污染物相关酶植物代谢有机污染物相关酶：细胞色素细胞色素P450酶系、酶系、氧化酶、还原酶、去卤化酶、酯酶等氧化酶、还原酶、去卤化酶、酯酶等。植物代谢相关酶植物代谢相关
36、酶 辣根过氧化物酶（辣根过氧化物酶（HRP）、活性亮蓝）、活性亮蓝(RBBR)氧化氧化酶等对植物体内酶等对植物体内PAHs和多氯联苯和多氯联苯的代谢起重要作的代谢起重要作用用(Chroma et al.,2002;Gao et al.,2013)。86uWild等等(2005)：应用：应用双光子共聚焦显微镜双光子共聚焦显微镜(TPEM)原位示踪原位示踪系系统研究了统研究了PAHs(蒽蒽)在在玉米和小麦玉米和小麦体内的代谢作用。体内的代谢作用。蒽蒽蒽酮、蒽醌和羟基蒽醌蒽酮、蒽醌和羟基蒽醌代谢代谢uGao等等(2013)研究发现研究发现高羊茅高羊茅(Festuca arundinacea Schr
37、eb)吸吸收收PAHs(蒽蒽)进入体内后，被代谢为蒽酮和蒽醌。进入体内后，被代谢为蒽酮和蒽醌。蒽蒽蒽酮蒽酮蒽醌蒽醌羟基蒽醌羟基蒽醌酞酸酐酞酸酐 植物代谢多环芳烃植物代谢多环芳烃辣根过氧化物酶辣根过氧化物酶(HRP)(HRP)代谢多环芳烃代谢多环芳烃 Phenanthrene Anthracene Fluoranthene Pyrene 2610300.40.60.81.0PAHs residual concentrations(mg/L)Time(h)Phenanthrene Anthracene Pyrene Fluoranthene01252501250 2500 5000 2500002
38、04060PAHs degradation ratios(%)Horseradish peroxidase(Units/L)HRP HRP 可以代谢部分可以代谢部分PAHs,36h PAHs,36h 后剩余的后剩余的PAHsPAHs呈现：蒽呈现：蒽芘芘 荧蒽荧蒽 5mm）根生长室根生长室尼龙网布远根际（远根际（5mm）根生长室根生长室9797移栽后移栽后15天天移栽后移栽后45天天移栽后移栽后30天天98根际菲和芘的去除率根际菲和芘的去除率99根箱菲和芘的质量平衡根箱菲和芘的质量平衡100残留菲和芘与酶活性关系残留菲和芘与酶活性关系101Toyama T,et al.Acceleration
39、of Nonylphenol and 4-tert-Octylphenol Degradation in Sediment by Phragmites australis and Associated Rhizosphere Bacteria.Environ.Sci.Technol.,2011,45(15),pp 652465304.植物内生细菌促进有机污染物降解植物内生细菌促进有机污染物降解v植物内生细菌的发现，植物内生细菌的发现，使使植物可以成为有机污染降解菌的载植物可以成为有机污染降解菌的载体体，有机地将植物与降解菌结合用于修复有机污染土壤。，有机地将植物与降解菌结合用于修复有机污染土壤
40、。v内生细菌对植物体内过氧化物酶内生细菌对植物体内过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶、超氧化物歧化酶(SOD)活性的提高作用、吲哚乙酸等植物活性的提高作用、吲哚乙酸等植物激素分泌的影响。激素分泌的影响。内生细菌可通过改变植物生理过程内生细菌可通过改变植物生理过程;植物为降解菌提供了稳定的生存环境植物为降解菌提供了稳定的生存环境 ;植物降低外来降解菌对土壤环境中原有细菌群落的影响植物降低外来降解菌对土壤环境中原有细菌群落的影响筛选具有降解特性的植物内生细菌筛选具有降解特性的植物内生细菌菌株菌株P1与与寡养单胞菌属寡养单胞菌属(Stenotrophomonas
41、sp.)多个多个菌株的序列相似性达到菌株的序列相似性达到99.70%以上，以上，P3菌株与菌株与假单胞菌属假单胞菌属(Pseudomonas sp.)菌株菌株的序列相似性达到的序列相似性达到99.98%分离得到分离得到5株能以菲为唯一碳源、能源生长的菌株株能以菲为唯一碳源、能源生长的菌株 植物内生细菌对植物内生细菌对PAHs的降解能力的降解能力当菲浓度为当菲浓度为250 mgL-1时，菌株时，菌株P1、P3的降解率分别为的降解率分别为81.8%、82.7%，当，当菲浓度为菲浓度为400 mgL-1时，菌株时，菌株P1、P3的降解率分别仅为的降解率分别仅为50.2%、66.4%。植物内生细菌对植
42、物内生细菌对PAHs的降解能力的降解能力前前7 d总的菲降解率分别达到总的菲降解率分别达到90.2%和和91.7%;P1菌对菲的降解动力学方程为菌对菲的降解动力学方程为 c=167.61e-0.4075 t （r=0.9738）P3菌对菲的降解动力学方程为菌对菲的降解动力学方程为 c=156.21e-0.4099t （r=0.9871)菲在菲在P1和和P3菌培养基中的半衰期分菌培养基中的半衰期分别为别为1.70 d、1.69 d 外源有机碳对菲降解的影响外外加加氮氮源源对对菲菲降降解解的的影影响响植物内生细菌对植物内生细菌对PAHs的降解能力的降解能力对对3环以下的环以下的PAHs具有较好的降
43、解能力具有较好的降解能力外加碳源有助于内生细菌降解外加碳源有助于内生细菌降解PAHs外加无机氮对降解能力无显著性提高外加无机氮对降解能力无显著性提高对利福平抗性不强对利福平抗性不强菌株菌株P1较适应高温，而菌株较适应高温，而菌株P3较适应环境较适应环境pH改变和改变和缺氧的条件。缺氧的条件。110Utilizing pyrene-degrading endophytic bacteria to reduce the risk of plant pyrene contamination.Plant&Soil,2013作作 业业v举出基因工程在改良植物吸收累积或降解污染举出基因工程在改良植物吸收累积或降解污染物方面的应用实例，并指出其优缺点。物方面的应用实例，并指出其优缺点。v请查找能降解有机污染物的一种微生物菌株，请查找能降解有机污染物的一种微生物菌株，并说明能通过哪些技术提高其降解效果。并说明能通过哪些技术提高其降解效果。111
