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土壤As污染问题日趋严重,对人类的健康产生了巨大的威胁。采用植物与丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)联合修复As污染土壤已是生物修复领域的研究热点。本课题组前期筛选出的优良菌株Claroideoglonmus etunicatum(Ce)能够促进超富集植物蜈蚣草对As的吸收同时抑制非富集植物玉米吸收As。为探明其生理机制,本文采用砂培盆栽试验,结合pH原位显色方法,研究Ce真菌侵染下玉米、蜈蚣草根际pH的变化,并利用原位收集法研究Ce真菌侵染下不同生长阶段玉米、蜈蚣草根系分泌有机酸种类和数量的变化,探讨菌根际微域环境对As生物有效性及吸收的影响。同时,研究Ce真菌侵染下不同生长阶段玉米、蜈蚣草不同部位的As形态转化与分布,探讨As由菌根向地上部迁移速率的差异性。主要研究结果如下:1.Ce真菌侵染能够显著强化蜈蚣草的As富集能力,同时抑制玉米吸收As。45天、60天、75天时,Ce真菌侵染下蜈蚣草根部和地上部As累积量分别显著增加1.88倍和3.75倍、2.14倍和1.72倍、1.64和2.16倍,而玉米茎部和叶部As累积量分别显著降低18.13%和20.70%、42.36%和36.35%、50.38%和32.32%。在3个生长阶段,Ce真菌侵染均显著提高了蜈蚣草As有效转运系数和降低了玉米As有效转运系数。2.Ce真菌侵染能够强化玉米根际区域酸化,增加玉米根尖和根系中部的质子分泌量,使根际pH降低,同时能够强化蜈蚣草根际碱化,增加根际OH-分泌量,使根际pH升高。与CK相比,于3 h、6 h、10 h、12 h时,Ce真菌侵染使玉米根尖和根系中部pH值分别降低0.24 unit、0.17 unit、0.11 unit、0.16 unit 和0.14 unit、0.18 unit、0.36 unit、0.37 unit;根尖和根系中部质子分泌量分别增加89.02%、58.22%、36.37%、62.30%和47.63%、72.98%、100.69%、104.64%。于2 h、4 h、6 h、8 h、10 h、12 h时,Ce真菌侵染分别升高蜈蚣草根际pH值0.12 unit、0.22 unit、0.22 unit、0.24 unit、0.39 unit、0.29 unit,根际OH-分泌量分别增加4.28%、5.81%、5.37%、5.45%、7.80%、4.79%。3.Ce真菌侵染显著增加玉米根系分泌有机酸的种类和数量,而显著降低蜈蚣草根系分泌有机酸的数量。与CK相比,Ce真菌侵染下,45天时,玉米根系分泌的有机酸主要为酒石酸、植酸和柠檬酸,其次是草酸、苹果酸,其中,植酸、柠檬酸和草酸分泌量均显著提高;蜈蚣草根系分泌的有机酸主要为植酸和柠檬酸,其次是酒石酸、苹果酸,其中,酒石酸和柠檬酸的分泌量均显著降低。60天时,玉米、蜈蚣草根系分泌的有机酸均主要为植酸和柠檬酸,其次为苹果酸、酒石酸,其中,玉米植酸和柠檬酸分泌量均显著增加,蜈蚣草苹果酸和柠檬酸分泌量均显著降低。75天时,玉米根系分泌的有机酸主要为植酸和酒石酸,其次为苹果酸、柠檬酸、草酸,其中,苹果酸和酒石酸分泌量均显著增加;蜈蚣草根系分泌的有机酸主要为植酸,其次为酒石酸、柠檬酸、草酸和苹果酸,其中,苹果酸、草酸和柠檬酸的分泌量均显著降低。4.Ce真菌侵染下,玉米根际pH与其根系分泌的酒石酸、草酸、植酸和柠檬酸含量呈显著负相关,蜈蚣草根际pH与其根系分泌的酒石酸、草酸、植酸和柠檬酸含量呈显著负相关。此外,玉米地上部As含量与根系分泌有机酸含量呈显著负相关,蜈蚣草根部、地上部As含量与根系分泌有机酸含量呈显著负相关。5.Ce真菌侵染降低玉米体内As3+、As5+比例和As3+/As5+比例,减少了玉米对As地上部的转运,同时,升高蜈蚣草体内As3+、As5+比例,提高了蜈蚣草向地上部转运As的效率。45天时,Ce真菌侵染使玉米茎部和叶部As3+、As5+比例分别降低7.07%、0.82%和34.84%、8.81%,As3+/As5+比例分别降低6%、28.56%;60天时,玉米茎部和叶部As3+、As5+比例分别降低35.93%、42.32%和31.04%、27.16%,茎部As3+/As5+降低66.6707%;75天时,玉米茎部和叶部As3+、As5+比例分别降低55.85%、53.84%和 18.32%、27.95%,根部和叶部As3+/As5+比例分别降低10%、10.53%。45天、60天、75天时,Ce真菌侵染分别增加蜈蚣草地上部As3+比例7.73%、46.08%、20.17%。综上所述,Ce真菌侵染显著促进玉米根系有机酸的分泌,降低菌根际pH,使根际As生物有效性降低,抑制玉米对As的吸收,同时显著减少蜈蚣草根系有机酸的分泌,提高菌根际pH,使根际As生物有效性升高,促进蜈蚣草对As的吸收;Ce真菌侵染减少了玉米As3+/As5+比例,降低As由根部向地上部的转运,缓解了As对玉米的毒性,而增加了蜈蚣草As3+/As5+比例,提高As由根部向地上部转移速率,增强了蜈蚣草对As的吸收与转运。研究结果可丰富AM真菌在调控植物吸收重金属方面的机制,扩展AM真菌在植物修复特别是间套作修复实践中的应用。