摘 要 ： 為 探 究 微 生 物 對 植 物 修 復(fù) 鈾 （U ） 污 染 效 果 的 影 響 ， 獲 得 更 好 的 放 射 性 重 金 屬 生 物 修 復(fù) 模 式 。 通 過 大 棚 水 培 實(shí) 驗(yàn) ， 研 究 了 種 微 生 物 （ 枯 草 芽 孢 桿 菌 、 膠 質(zhì) 芽 孢 桿 菌 和 黑 曲 霉 ） 在 不 同U 濃 度 下 （0 、5 、15 、25mg·L -1 ） 對 鳳 眼 蓮 生 物 量 、 熒 光 生 理 特 性 及U 富 集 特 征 的 影 響 。 結(jié) 果 表 明 ： 在U 脅 迫 下 ， 種 微 生 物 對 鳳 眼 蓮 均 有 促 生 作 用 。 在 濃 度 為25mg·L -1 時(shí) ， 枯 草 芽 孢 桿 菌 可 使 鳳 眼 蓮 根 系 干 質(zhì) 量 增 長34.8% ， 膠 質(zhì) 芽 孢 桿 菌 使 鳳 眼 蓮 莖 葉 干 質(zhì) 量 增 長60.5% 。 黑 曲 霉 對 鳳 眼 蓮 的 種 抗 氧 化 酶 活 性 有 抑 制 作 用 ， 而 枯 草 芽 孢 桿 菌 和 膠 質(zhì) 芽 孢 桿 菌 則 對 它 們 有 促 進(jìn) 作 用 。 在 實(shí) 驗(yàn) 濃 度 下 ， 種 微 生 物 對 鳳 眼 蓮 的 最 大 光 化 學(xué) 效 率 （ FV/ Fm ） 的 影 響 均 有 明 顯 提 高 ， 但 是 ， 光 合 性 能 指 數(shù) （ P Iabs ） 與 可 變 熒 光 強(qiáng) 度 （ Vj ） 僅 在5 、15mg·L -1 下 有 明 顯 上 升 。 實(shí) 驗(yàn) 條 件 下 ， 種 微 生 物 對 鳳 眼 蓮 富 集U 均 有 明 顯 影 響 ， 在 濃 度 為25mg·L -1 的 條 件 下 ， 膠 質(zhì) 芽 孢 桿 菌 可 使 鳳 眼 蓮 根 系U 富 集 濃 度 提 高36.6% ， 枯 草 芽 孢 桿 菌 可 使 鳳 眼 蓮 莖 葉 富 集 濃 度 提 高14.1% ， 并 且3 種 微 生 物 對 鳳 眼 蓮 植 株 的 富 集 量 及 富 集 濃 度 均 有 促 進(jìn) 作 用 ， 其 中 膠 質(zhì) 芽 孢 桿 菌 對 富 集 量 提 高 最 為 明 顯 （51.8% ） 。 枯 草 芽 孢 桿 菌 能 明 顯 提 高 鳳 眼 蓮 的 轉(zhuǎn) 移 系 數(shù) （ T F ） ， 最 高 為1.192 ， 黑 曲 霉 則 對 生 物 富 集 系 數(shù) （ B C F ） 提 升 明 顯 ， 最 高 為 272.8 。 在 植 物 根 系 接 種 微 生 物 可 能 會(huì) 對 植 物 修 復(fù) 過 程 產(chǎn) 生 影 響 ， 鳳 眼 蓮 根 系 接 種 枯 草 芽 孢 桿 菌 、 膠 質(zhì) 芽 孢 桿 菌 或 黑 曲 霉 可 以 提 高 鳳 眼 蓮 的 生 物 量 和 富 集 能 力 。 關(guān) 鍵 詞 ： 鳳 眼 蓮 ； 微 生 物 ； 鈾 （U ） ； 熒 光 生 理 ； 累 積 特 征 中 圖 分 類 號(hào) ：X171.5 文 獻(xiàn) 標(biāo) 志 碼 ：A 文 章 編 號(hào) ：1672-2043 （2018 ）08-1626-08 doi:10.11654/jaes.2018-0417 E f f e c t s o f t h r e e m i c r o o r g a n i s m s o n f l u o r e s c e n c e p h y s i o l o g y a n d a c c u m u l a t i v e c h a r a c t e r i s t i c s o f E i c h h o r n i a c r a s s i p e s u n d e r u r a n i u m s t r e s s DENGWen-yang 1 ,LUOXue-gang 2* ,LUOLan 3 ,WANGZhuo 1 （1.LifeScienceandEngineeringCollege,SouthwestUniversityofScienceandTechnology,Mianyang621010,China;2.StateDefenseKey LaboratoryoftheNuclearWasteandEnvironmentalSecurity,SouthwestUniversityofScienceandTechnology,Mianyang621010,China;3. EnvironmentandResourcesCollege,SouthwestUniversityofScienceandTechnology,Mianyang621010,China ） A b s t r a c t ：AgreenhousehydroponicsexperimentwasconductedtoexploretheinfluenceofmicroorganismsonthephytoremediationofU pollutionandtoobtainabetterbioremediationmodelforuranium.Theeffectofthreekindsofmicroorganism （ B a c i l l u s s u b t i l i s, B a c i l l u s m u c i l a g i n o s u s,and A s p e r g i l l u s n i g e r ）inoculatedwithdifferentUconcentrations （0,5,15,25mg·L -1 ）onthebiomass,fluorescencephysiology, andUenrichmentcharacteristicsin E i c h h o r n i a c r a s s i p e swerestudied.Theresultsshowedthatallthethreekindsofmicroorganismscould promotethegrowthof E i c h h o r n i a c r a s s i p e sunderUstress.WhentheUconcentrationwas25mg·L -1 , B a c i l l u s s u b t i l i sincreasedtherootdry weightof E i c h h o r n i a c r a s s i p e sby34.8%and B a c i l l u s m u c i l a g i n o s u sincreasedthedryweightofthestemsandleavesby60.5%.However, 收 稿 日 期 ：2018-03-30 錄 用 日 期 ：2018-06-07 作 者 簡 介 ： 鄧 聞 楊 （1994 ） ， 男 ， 碩 士 研 究 生 ， 研 究 方 向 為 重 金 屬 廢 水 的 微 生 物 植 物 聯(lián) 合 修 復(fù) 。E-mail ：448436184qq.com * 通 信 作 者 ： 羅 學(xué) 剛 E-mail ：lxgswust.edu.cn 基 金 項(xiàng) 目 ： 國 防 基 礎(chǔ) 科 研 計(jì) 劃 項(xiàng) 目 （16ZG6101 ，JCKY2016404C002 ） ； 西 南 科 技 大 學(xué) 研 究 生 創(chuàng) 新 基 金 項(xiàng) 目 （17ycx093 ） P r o j e c t s u p p o r t e d ：TheNationalDefenseBasicScientificResearchProgramofChina （16ZG6101 ，JCKY2016404C002 ） ；ThePostgraduateInnovationFund ProjectbySouthwestUniversityofScienceandTechnology （17ycx093 ） 2018 ，37 （8 ）:1626-1633 2018 年8 月 農(nóng) 業(yè) 環(huán) 境 科 學(xué) 學(xué) 報(bào) J o u r n a l o f A g r o E n v i r o n m e n t S c i e n c e 鄧 聞 楊 ， 羅 學(xué) 剛 ， 羅 藍(lán), 等. 三 種 微 生 物 對 鈾 脅 迫 下 鳳 眼 蓮 熒 光 生 理 及 鈾 累 積 特 性 的 影 響J. 農(nóng) 業(yè) 環(huán) 境 科 學(xué) 學(xué) 報(bào),2018,37 （8 ） ：1626-1633. DENGWen-yang,LUOXue-gang,LUOLan,etal.Effectsofthreemicroorganismsonfluorescencephysiologyandaccumulativecharacteristicsof E i c h h o r n i a c r a s s i p e sunderuraniumstressJ. J o u r n a l o f A g r o - E n v i r o n m e n t S c i e n c e,2018,37 （8 ） ：1626-1633. 三 種 微 生 物 對 鈾 脅 迫 下 鳳 眼 蓮 熒 光 生 理 及 鈾 累 積 特 性 的 影 響 鄧 聞 楊 1 ， 羅 學(xué) 剛 2* ， 羅 藍(lán) 3 ， 王 焯 1 （1. 西 南 科 技 大 學(xué) 生 命 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院 ， 四 川 綿 陽 621010 ；2. 西 南 科 技 大 學(xué) 核 廢 物 與 環(huán) 境 安 全 國 防 重 點(diǎn) 學(xué) 科 實(shí) 驗(yàn) 室 ， 四 川 綿 陽 621010 ；3. 西 南 科 技 大 學(xué) 環(huán) 境 與 資 源 學(xué) 院 ， 四 川 綿 陽 621010 ） 鄧 聞 楊 ， 等 ： 三 種 微 生 物 對 鈾 脅 迫 下 鳳 眼 蓮 熒 光 生 理 及 鈾 累 積 特 性 的 影 響 2018 年8 月 A s p e r g i l l u s n i g e rinhibitedtheactivityofthethreeantioxidantenzymesof E i c h h o r n i a c r a s s i p e s,while B a c i l l u s s u b t i l i sand B a c i l l u s m u c i l a g i n o s u spromotedthem.Allthreemicroorganismsincreasedthemaximumphotochemicalefficiency （ FV/ Fm ）of E i c h h o r n i a c r a s s i p e s.However, thelightandperformanceindex （ P Iabs ）andvariablefluorescenceintensity （ Vj ）onlyobviouslyincreasedat5mg·L -1 and15mg·L -1 .Further more,undertheconditionsoftheexperiment,allthreemicroorganismshadasignificanteffectontheabilityof E i c h h o r n i a c r a s s i p e stoen richU.WhentheconcentrationofUwas25mg·L -1 , B a c i l l u s m u c i l a g i n o s u sincreasedtheenrichmentconcentrationofUintherootof E i c h h o r n i a c r a s s i p e sby36.6%. B a c i l l u s s u b t i l i sincreasedtheUenrichmentconcentrationinthestemsandleavesof E i c h h o r n i a c r a s s i p e sby 14.1%.Inaddition,allthreemicroorganismsfacilitatedtheenrichmentamountandconcentrationofUin E i c h h o r n i a c r a s s i p e s.Themostob viouseffectwas B a c i l l u s m u c i l a g i n o s u stoUenrichmentamount,whichshoweda51.8%increase. B a c i l l u s s u b t i l i sdistinctlyimprovedthe translocationfactor （ T F ）of E i c h h o r n i a c r a s s i p e sbyupto1.192,while A s p e r g i l l u s n i g e rincreasedthebioconcentrationfactor （ B C F ）signifi cantly,toamaximumof272.8.Inoculationwithmicroorganismsintherootsofplantsmayaffectthephytoremediationprocess.Inoculation with B a c i l l u s s u b t i l i s, B a c i l l u s m u c i l a g i n o s u s,or A s p e r g i l l u s n i g e rintherootsof E i c h h o r n i a c r a s s i p e scanincreaseitsbiomassandUenrich mentcapacity. K e y w o r d s ： E i c h h o r n i a c r a s s i p e s;microorganisms;uranium;fluorescentphysiology;accumulativecharacteristics 目 前 ， 原 子 能 的 應(yīng) 用 在 世 界 范 圍 內(nèi) 得 到 普 及 ， 促 發(fā) 了 鈾 礦 的 大 量 開 采 與 冶 煉 ， 在 應(yīng) 用 的 同 時(shí) ， 也 產(chǎn) 生 了 大 量 的 鈾 礦 冶 三 廢 ， 其 中 的 放 射 性 重 金 屬 通 過 地 表 水 流 沖 刷 以 及 地 下 水 滲 透 等 方 式 進(jìn) 入 地 球 水 循 環(huán) ， 形 成 放 射 性 廢 水 。 這 些 放 射 性 廢 水 的 存 在 ， 會(huì) 對 生 態(tài) 圈 造 成 危 害 ， 如 通 過 生 物 鏈 進(jìn) 入 人 體 ， 以 體 內(nèi) 輻 射 以 及 化 學(xué) 毒 性 的 方 式 損 害 人 體 健 康 ， 并 且 由 于 放 射 性 廢 水 量 大 、 半 衰 期 長 的 特 點(diǎn) ， 危 害 將 會(huì) 長 期 存 在 1-2 。 因 此 ， 近 年 來對鈾礦廢水的處理成為國內(nèi)外的研究熱點(diǎn) 。 廣 泛 使 用 的 鈾 礦 廢 水 修 復(fù) 方 法 有 物 理 法 、 化 學(xué) 法 和 生 物 修 復(fù) 法 。 生 物 修 復(fù) 法 由 于 方 法 簡 便 、 無 二 次 污 染 的 特 性 ， 且 可 以 通 過 資 源 化 使 修 復(fù) 過 程 具 有 其 他 經(jīng) 濟(jì) 效 益 ， 所 以 擁 有 較 好 的 前 景 3 。 生 物 修 復(fù) 中 主 要 用 到 的 是 植 物 與 微 生 物 兩 種 修 復(fù) 材 料 ， 二 者 在 重 金 屬 修 復(fù) 中 具 有 不 同 的 作 用 機(jī) 制 及 效 果 。Lee 等 4 利 用 根 際 過 濾 方 法 修 復(fù) 含 鈾 地 下 水 ， 結(jié) 果 表 明 ： 向 日 葵 能 在24 h 內(nèi) 去 除 鈾 廢 水 中 超 過80% 的 鈾 ， 處 理 后 的 鈾 濃 度 低 于30g·L -1 。Tsuruta 5 研 究 發(fā) 現(xiàn) 煙 草 節(jié) 桿 菌 、 枯 草 芽 孢 桿 菌 、 藤 黃 微 球 菌 對 鈾 具 有 高 效 吸 附 作 用 。 但 是 由 于 修 復(fù) 環(huán) 境 本 身 的 毒 害 性 ， 導(dǎo) 致 植 物 修 復(fù) 與 微 生 物 修 復(fù) 都 有 修 復(fù) 時(shí) 間 緩 慢 、 修 復(fù) 效 率 不 高 的 缺 點(diǎn) 6 。 而 研 究 表 明 ， 微 生 物 和 植 物 的 聯(lián) 合 使 用 ， 能 夠 通 過 二 者 間 的 相 互 作 用 ， 顯 著 增 加 修 復(fù) 的 效 果 ， 因 此 重 金 屬 修 復(fù) 領(lǐng) 域 的 微 生 物- 植 物 互 作 研 究 成 為 熱 點(diǎn) 7 。Eapen 等 8 利 用 發(fā) 根 農(nóng) 桿 菌 （ A g r o b a c t e r i u m r h i z o g e n e s ） 與 芥 菜 型 油 菜 （ B r a s s i c a j u n c e a ） 和 莧 色 黎 （ C h e n o p o d i u m a m a r a n t i c o l o r ） 進(jìn) 行 聯(lián) 合 修 復(fù) ， 結(jié) 果 表 明2 種 植 物 根 部 富 集 鈾 的 能 力 顯 著 增 強(qiáng) 。 鳳 眼 蓮 （ E i c h h o r n i a c r a s s i p e s ） 具 有 較 發(fā) 達(dá) 的 棕 色 根 系 ， 適 應(yīng) 能 力 極 強(qiáng) 。 有 研 究 表 明 ， 鳳 眼 蓮 由 于 其 本 身 特 性 而 對 重 金 屬 具 有 良 好 的 富 集 能 力 9-12 。 膠 質(zhì) 芽 孢 桿 菌 （ B a c i l l u s m u c i l a g i n o s u s ） 和 枯 草 芽 孢 桿 菌 （ B a c i l l u s s u b t i l i s ） 在 自 然 界 都 具 有 重 要 作 用 ， 能 釋 放 較 多 激 素 和 酶 促 進(jìn) 植 物 生 長 及 抗 病 害 能 力 13-14 。 黑 曲 霉 （ A s p e r g i l l u s n i g e r ） 作 為 一 種 產(chǎn) 檸 檬 酸 的 功 能 菌 種 ， 目 前 也 已 廣 泛 應(yīng) 用 于 重 金 屬 修 復(fù) 中 。 因 此 本 實(shí) 驗(yàn) 選 用 水 培 的 方 法 ， 接 種3 種 微 生 物 進(jìn) 行 微 生 物- 植 物 聯(lián) 合 修 復(fù) ， 期 望 對 以 后 水 體 的 植 物- 微 生 物 聯(lián) 合 修 復(fù) 起 一 定 的 理 論 支 撐 作 用 。 1 材 料 與 方 法 1.1 試 驗(yàn) 材 料 鳳 眼 蓮 （ E i c h h o r n i a c r a s s i p e s ） 幼 苗 購 自 綿 陽 市 信 捷 商 貿(mào) 有 限 責(zé) 任 公 司 。 膠 質(zhì) 芽 孢 桿 菌 （ B a c i l l u s m u c i l a g i n o s u s ） 、 枯 草 芽 孢 桿 菌 （ B a c i l l u s s u b t i l i s ） 由 西 南 科 技 大 學(xué) 生 物 質(zhì) 材 料 教 育 部 工 程 研 究 中 心 提 供 ， 黑 曲 霉 （ A s p e r g i l l u s n i g e r ） 由 西 南 科 技 大 學(xué) 核 廢 物 與 環(huán) 境 安 全 國 防 重 點(diǎn) 學(xué) 科 實(shí) 驗(yàn) 室 提 供 。 1.2 處 理 設(shè) 計(jì) 高 濃 度 重 金 屬 對 植 物 存 在 較 強(qiáng) 的 脅 迫 毒 害 作 用 ， 普 遍 采 用U 濃 度 為0.550mg·L -110-12 。 本 實(shí) 驗(yàn)U 濃 度 設(shè) 置 為0 、5 、15 、25mg·L -1 ， 各 濃 度 下 設(shè) 置3 個(gè) 微 生 物 處 理 組 及 對 照 組 ：CK （ 對 照 組 ） 、K （ 枯 草 芽 孢 桿 菌 ） 、J （ 膠 質(zhì) 芽 孢 桿 菌 ） 、H （ 黑 曲 霉 ） ， 共16 個(gè) 處 理 組 ， 每 個(gè) 處 理 設(shè) 置3 個(gè) 重 復(fù) 。 1.3 實(shí) 驗(yàn) 設(shè) 計(jì) 1.3.1 微 生 物 活 化 及 培 養(yǎng) 細(xì) 菌 采 用LB 液 體 培 養(yǎng) 基 ， 胰 蛋 白 胨10g 、 浸 出 酵 母 粉5g 、NaCl10g 、H2O1L ； 真 菌 采 用PDA 固 體 培 養(yǎng) 1627 農(nóng) 業(yè) 環(huán) 境 科 學(xué) 學(xué) 報(bào) 第37 卷 第8 期 基 （ 土 豆200g ， 加 水 煮 沸20min ， 過 濾 得 過 濾 液 加 入 葡 萄 糖20g 、 瓊 脂20g ， 定 容1L 。 活 化3d 后 ， 接 種 擴(kuò) 大 培 養(yǎng)4d ， 保 存 于4 下 備 用 15 。 1.3.2 大 棚 實(shí) 驗(yàn) 試 驗(yàn) 前 在 試 驗(yàn) 場 用 不 含U 污 染 的 水 體 對 鳳 眼 蓮 進(jìn) 行7d 的 環(huán) 境 馴 化 。 使 用10L 透 明 水 桶 做 試 驗(yàn) 容 器 ， 用UO2 （CH3COO ） 2·2H2O 濃 縮 液 和5 加 侖 桶 裝 純 凈 水 （ 購 自 綿 陽 西 科 水 電 安 裝 工 程 有 限 公 司 清 源 水 廠 ） 配 制 各U 濃 度 以 模 擬U 污 染 水 體 ， 體 積 為5L ， 加 入1/ 10Hoagland 營 養(yǎng) 液 ，0.5gNH4NO3 ，5gC6H12O6·H2O 。 取 馴 化 后 長 勢 相 同 的 鳳 眼 蓮 加 入 配 制 好 的 模 擬 水 體 中 （ 鮮 重14g±1g ） ， 并 在 桶 中 放 入 一 塊 滅 菌 海 綿 （ 做 前 期 微 生 物 載 體 ） 15 ， 使 鳳 眼 蓮 根 系 緊 靠 海 綿 。 做 好 液 面 標(biāo) 記 ， 隔 天 補(bǔ) 充 純 凈 水 ， 使 體 積 恒 定 。 試 驗(yàn) 在 西 南 科 技 大 學(xué) 核 素 生 物 效 應(yīng) 試 驗(yàn) 場 溫 室 大 棚 中 進(jìn) 行 ， 大 棚 通 風(fēng) 及 透 光 性 能 良 好 ， 溫 度 高 于30 自 動(dòng) 風(fēng) 控 降 溫 。 1.3.3 微 生 物 接 種 兩 種 細(xì) 菌 在4 下 ，8000r·min -1 離 心20min 。 菌 泥 用 無 菌 水 稀 釋 ， 于600nm 處 測 定OD 值 為0.5 。 真 菌 用 無 菌 水 沖 刷 ， 制 成 孢 子 懸 液 ， 于560nm 16 處 測 定 OD 值 為0.3 。 接 種 時(shí) 兩 種 細(xì) 菌 菌 懸 液5mL ， 真 菌 孢 子 懸 液5mL ， 各 自 接 種 于 滅 菌 海 綿 上 。 開 始 培 養(yǎng) 后 每 隔4d 接 種 一 次 ， 共4 次 。 1.3.4 葉 綠 素 熒 光 參 數(shù) 測 定 培 養(yǎng)14d 后 隨U 對 鳳 眼 蓮 脅 迫 時(shí) 間 增 加 ， 鳳 眼 蓮 葉 片 會(huì) 逐 漸 出 現(xiàn) 泛 黃 、 萎 焉 等 不 利 于 數(shù) 據(jù) 測 定 的 現(xiàn) 象 ， 因 此 在14d 時(shí) 測 定 葉 綠 素 熒 光 參 數(shù) ， 采 用M-PEA 熒 光 儀 （ 英 國Hansatech 公 司 ） ， 測 量 前 先 將 葉 片 暗 適 應(yīng)20min ， 再 進(jìn) 行 測 定 17 。 1.3.5 抗 氧 化 酶 活 性 測 定 14d 時(shí) 測 定 抗 氧 化 酶 系 統(tǒng) ， 稱 取0.2g 剪 碎 后 的 新 鮮 植 物 葉 片 于 預(yù) 冷 的 研 缽 中 ， 加 入 相 應(yīng) 的 緩 沖 液 在 冰 浴 中 研 磨 成 勻 漿 ， 在4 下 離 心 ， 上 清 液 即 為 相 應(yīng) 的 酶 粗 提 液 。SOD 的 測 定 使 用 氮 藍(lán) 四 唑 （NBT ） 光 化 還 原 法 ， 以 抑 制NBT 光 化 還 原 的50% 為1 個(gè) 酶 活 性 單 位 （U·g -1 ） 18 。POD 的 測 定 使 用 愈 創(chuàng) 木 酚 法 ， 以 每 分 鐘 A470 變 化0.01 為1 個(gè)POD 活 性 單 位 （U·g -1 ·min -1 ） 19 ； CAT 的 測 定 采 用 過 氧 化 氫 法 ， 以 每 分 鐘A240 變 化0.01 為1 個(gè) 活 性 單 位 （U·g -1 ·min -1 ） 20 ； 1.3.6 植 物 收 獲 及 數(shù) 據(jù) 測 定 培 養(yǎng)21d ， 鳳 眼 蓮 吸 附U 濃 度 趨 于 穩(wěn) 定 時(shí) 收 獲 鳳 眼 蓮 。 用 自 來 水 清 洗 后 再 用 去 離 子 水 清 洗23 次 ， 分 開 根 系 與 莖 葉 21 。 分 別 在105 下 殺 青30min ， 后 調(diào) 溫80 烘 干 至 恒 質(zhì) 量 ， 分 別 用 電 子 分 析 天 平 （ 德 國 Sartorius 集 團(tuán) ） 稱 量 各 部 分 干 質(zhì) 量 。 用 高 速 萬 能 粉 碎 機(jī) （ 北 京 永 光 明 醫(yī) 療 儀 器 有 限 公 司 ） 粉 碎 各 部 分 ， 稱 取 0.2g 樣 品 ，150 用 微 波 消 解 儀 （ 意 大 利Milestone 公 司 ） 進(jìn) 行 消 解 ， 消 解 前 加 入5mL 濃 硝 酸 （65% 68%HNO3 ） 與2mL30%H2O2 。 消 解 完 成 后 將 消 解 液 定 容 至50mL ， 用 孔 徑 為0.45m 針 孔 濾 膜 進(jìn) 行 過 濾 后 ， 用 電 感 耦 合 等 離 子 發(fā) 射 光 譜 質(zhì) 譜 儀 （Agilent 7700xICP-MS ， 美 國 安 捷 倫 科 技 有 限 公 司 ） 測 定U 含 量 。 1.4 數(shù) 據(jù) 處 理 22 局 部 富 集 量 （mg ）= 富 集 濃 度 （mg·g -1 ）× 干 質(zhì) 量 （g ） 總 富 集 量 （mg ）= 莖 葉 富 集 量 （mg ）+ 根 系 富 集 量 （mg ） 整 體 富 集 濃 度 （mg·g -1 ）= 總 富 集 量 （mg ）/ 總 干 質(zhì) 量 （g ） 轉(zhuǎn) 移 系 數(shù) （ T F ）= 莖 葉 富 集 濃 度 （mg·g -1 ）/ 根 系 富 集 濃 度 （mg·g -1 ） 生 物 富 集 系 數(shù) （ B C F ）= 整 體 富 集 濃 度 （mg·kg -1 ）/ U 處 理 濃 度 （mg·L -1 ） 利 用DPS7.5 進(jìn) 行 數(shù) 據(jù) 分 析 ；OriginPro8.5 軟 件 作 圖 。 2 結(jié) 果 與 分 析 2.1 微 生 物 對 鳳 眼 蓮U 脅 迫 下 生 物 量 的 影 響 圖1a 表 明 ， 在 無 存 在 時(shí) ， 接 種 種 微 生 物 會(huì) 抑 制 鳳 眼 蓮 根 系 干 質(zhì) 量 ， 但 隨 著U 處 理 濃 度 升 高 ， 微 生 物 會(huì) 在 不 同 濃 度 下 表 現(xiàn) 出 對 鳳 眼 蓮 根 系 的 促 生 作 用 。 其 中 ， 在5mg·L -1 時(shí) ，J 對 比CK 增 長 最 明 顯 ， 干 質(zhì) 量 達(dá) 0.4178g ， 增 長36.2% ；15mg·L -1 時(shí) ，H 與J 對 比CK 組 分 別 增 長20.2% 與42% ；25mg·L -1 時(shí) ，K 組 鳳 眼 蓮 根 系 增 長 最 明 顯 ， 根 系 干 質(zhì) 量 為0.2571g ， 增 長 達(dá) 34.8% 。 由 圖1b 可 以 看 出 ，CK 組 莖 葉 干 質(zhì) 量 隨 著U 處 理 濃 度 升 高 ， 表 現(xiàn) 出 先 升 高 后 降 低 的 趨 勢 ，K 組 則 表 現(xiàn) 出 較 平 穩(wěn) 的 現(xiàn) 象 ，H 與J 組 則 隨U 處 理 濃 度 升 高 表 現(xiàn) 出 促 進(jìn) 莖 葉 干 質(zhì) 量 的 現(xiàn) 象 。 在0 、5mg·L -1 時(shí) ，K 組 鳳 眼 蓮 莖 葉 干 質(zhì) 量 分 別 達(dá)0.4250g 及0.4052g ， 對 比 同 濃 度 下 的CK 組 ， 分 別 增 長296.1% 及34.8% ；15mg· L -1 下 ，3 種 微 生 物 皆 使 鳳 眼 蓮 莖 葉 干 質(zhì) 量 降 低 ；25 mg·L -1 時(shí) ，3 種 微 生 物 對 鳳 眼 蓮 莖 葉 干 質(zhì) 量 皆 有 促 進(jìn) 作 用 ，J 組 促 進(jìn) 作 用 最 明 顯 ， 鳳 眼 蓮 莖 葉 干 質(zhì) 量 達(dá) 0.5306g ， 較CK 組 增 長60.5% ，H 與K 組 增 長 分 別 為 1628 鄧 聞 楊 ， 等 ： 三 種 微 生 物 對 鈾 脅 迫 下 鳳 眼 蓮 熒 光 生 理 及 鈾 累 積 特 性 的 影 響 2018 年8 月 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 水 體 中U 濃 度Uconcentrationinwater/mg·L -1 根 系 干 質(zhì) 量Rootdryweight/g 0 5 15 25 a 圖1 不 同 濃 度U 及 微 生 物 處 理 下 鳳 眼 蓮 根 系 （a ） 及 葉 （b ） 干 質(zhì) 量 Figure1 Theroot （a ）, stemandleaf （b ）dryweightof E i c h h o r n i a c r a s s i p e sundertreatmentsofdifferentconcentrationofUandmicrobial 23.7% 及22% 。 2.2 微 生 物 對 鳳 眼 蓮U 脅 迫 下 抗 氧 化 酶 系 統(tǒng) 的 影 響 由 圖2 可 以 看 出 ，CK 組 的 鳳 眼 蓮CAT 活 性 隨U 處 理 濃 度 升 高 而 下 降 ，POD 、SOD 活 性 則 隨U 處 理 濃 度 升 高 呈 現(xiàn) 出 先 下 降 后 升 高 的 趨 勢 。H 組 鳳 眼 蓮3 種 酶 活 的 變 化 趨 勢 與CK 組 相 似 ，POD 活 性 在15 、25 mg·L -1 下 較CK 組 有 所 提 高 ， 分 別 增 長27.5% 及 47.7% ， 但CAT 、SOD 活 性 在 各 濃 度 下 較CK 組 皆 有 降 低 的 趨 勢 ；J 組POD 、CAT 活 性 都 呈 現(xiàn) 出 隨U 處 理 濃 度 升 高 而 先 升 高 后 降 低 再 升 高 的 趨 勢 ， 其 中POD 活 性 在15 、25mg·L -1 下 高 于CK 組 ， 分 別 增 長14.4% 及 32.2% ，CAT 活 性 在5 、25mg·L -1 時(shí) 超 過CK 組 ， 分 別 增 長19.7% 及83.9% ，SOD 活 性 則 隨U 處 理 濃 度 升 高 而 先 升 高 后 降 低 ， 分 別 在5 、15mg·L -1 下 高 于CK 組 ， 分 別 增 長202.9% 及112.2% ；K 組 鳳 眼 蓮3 種 酶 活 都 呈 現(xiàn) 隨U 處 理 濃 度 升 高 而 下 降 的 趨 勢 ， 其 中POD 及 SOD 活 性 都 在5 、15mg·L -1 時(shí) 超 過CK 組 ，POD 活 性 增 長 分 別 為73.6% 及16.6% ，SOD 活 性 增 長 分 別 為 193% 及76.6% ，CAT 活 性 則 在15 、25mg·L -1 下 超 過 CK 組25.2% 及15.8% 。 2.3 微生物對鳳眼蓮U 脅迫下葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響 由 圖3a 可 以 看 出 ，CK 組 鳳 眼 蓮 的PS 最 大 光 化 學(xué) 效 率 （ FV/ Fm ） 隨 著U 處 理 濃 度 升 高 而 呈 先 升 高 后 降 低 的 趨 勢 ， 微 生 物 處 理 下 則 表 現(xiàn) 出 先 降 低 后 升 高 的 趨 勢 。 在0 、15 、25mg·L -1 下 ，3 種 微 生 物 皆 能 提 高 植 物 的 FV/ Fm ，5mg·L -1 時(shí) 則 有 下 降 的 趨 勢 ； 其 中H 組 鳳 眼 蓮 的 FV/ Fm 提 升 最 為 明 顯 ， 在0 、15 、25mg·L -1 下 ， 分 別 對 比CK 提 高 了13.2% 、20.5% 和21.2% 。 由 圖3b 和 圖3c 可 以 看 出 ，CK 的 葉 片 光 化 學(xué) 性 能 指 數(shù) （ P Iabs ） 和 植 物 葉 片 的 可 變 熒 光 強(qiáng) 度 （ Vj ） 隨U 處 理 濃 度 升 高 而 逐 漸 升 高 ， 各 微 生 物 處 理 組 則 皆 先 升 高 后 下 降 。 在0mg·L -1 時(shí) ， 微 生 物 處 理 對 P Iabs 和 Vj 沒 有 明 顯 的 影 響 ， 但 在5 、15mg·L -1 時(shí) 超 過CK ，25mg·L -1 下 低 于CK 。 其 中H 組 在5 、15mg·L -1 下 ， 鳳 眼 蓮 P Iabs 和 Vj 提 升 最 明 顯 ， P Iabs 分 別 增 長142.3% 和216.7% ， Vj 分 別 增 長48.6% 和15.8% 。 2.4 微 生 物 對 鳳 眼 蓮U 累 積 特 征 的 影 響 圖4a 和 圖4b 表 明 ， 不 同 微 生 物 會(huì) 影 響 鳳 眼 蓮 各 部 分 對U 的 吸 收 能 力 。 其 中5mg·L -1 時(shí) ，K 組 鳳 眼 蓮 根 系 吸 附 能 力 比CK 增 長8.2% ， 組 莖 葉 吸 附 能 力 比 CK 增 長9.2% ； 15mg·L -1 時(shí) ， H 組 鳳 眼 蓮 的 根 系 吸 附 能 力 提 升 最 明 顯 ， 比CK 增 加10.1% ，K 組 莖 葉 吸 附 能 力 提 高 最 明 顯 ， 比CK 增 長28.4% ；25mg·L -1 時(shí) ，H 組 與J 組 的 根 系 吸 收 能 力 表 現(xiàn) 出 較 大 的 提 高 ， 吸 附 濃 度 分 別 為7.51mg·g -1 和8.42mg·g -1 ， 對 比CK 分 別 增 長22% 及36.6% ， 同 時(shí) ，H 組 與K 組 的 莖 葉 吸 收 能 力 有 明 顯 的 提 升 ， 對 比CK 分 別 增 長8.8% 及14.1% ， 吸 收 濃 度 分 別 為4.17mg·g -1 和4.37mg·g -1 。 考 慮 到 整 株 植 物 的 生 物 量 等 因 素 ， 可 以 從 圖4c 和 圖4d 得 出 微 生 物 對 鳳 眼 蓮 整 體 修 復(fù) 效 果 的 影 響 。 可 以 看 出 ， 隨 著U 處 理 濃 度 的 升 高 ， 微 生 物 對 整 株 植 物U 吸 收 能 力 及U 總 提 取 量 的 提 升 也 逐 漸 明 顯 。5 mg·L -1 時(shí) ， 僅 有H 組 鳳 眼 蓮 整 體 吸 附 濃 度 高 于CK ， 但 吸 附 量 最 低 ；15mg·L -1 時(shí) ，H 組 與K 組 整 體 吸 附 濃 度 高 于CK ， 其 中K 組 的 提 升 最 明 顯 ， 較 之CK 增 長16% ， 但 是 吸 附 量 也 是 最 低 的 ；25mg·L -1 時(shí) ， 各 微 生 物 處 理 組 在 兩 個(gè) 指 標(biāo) 上 均 表 現(xiàn) 出 較 高 的 提 升 作 用 ， 其 中 整 株 吸 附 濃 度 表 現(xiàn) 為H>J>K>CK ，H 組 的 整 株 吸 附 濃 度 最 高 為5.28mg·g -1 ， 對 比CK 增 長 了12.7% ，U 的 總 提 取 量 表 現(xiàn) 為J>H>K>CK ，J 組 的U 總 提 取 量 最 高 為 3.71mg ， 較CK 提 高51.8% 。 由 表1 可 以 看 出 ， 在 不 同 濃 度 下 ， 不 同 微 生 物 處 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 水 體 中U