综述 光合细菌和有机解磷菌对伊乐藻生长的影响 汪艳洁 邹联沛 占金美 （上海大学环境科学与工程系 上海 ２０００７２） 摘要：本文通过将从滇池底泥中分离的光合细茵中的红假单胞茵和有机解磷茵中的巨大芽孢杆茵投加到伊乐藻生长的底泥环境中，以 达到改善伊乐藻生长环境的目的。结果表明，两种细茵均可以促进伊乐藻株高、根系数目和长度的增加。光合细菌提高可溶解性蛋白质 含量，对叶绿素，可溶性糖影响不大；有机解磷菌降低了叶绿素含量，提高了可溶性蛋白和可溶性糖含量 关键词：光合细茵 有机解磷茵 伊乐藻 中图分类号：Ｑ ６ ３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４—０９８Ｘ（２００８）ｔＯ（ａ）一０００７—０２ 随着城市化和工农业的迅速发展，滇 池接纳大量的工业有机废水和城市生活污 水，大量的氨和磷在水体中沉积下来，富营 养化的趋势是在逐年的加剧。而微生物作 为生态系统中的分解者，对污染物的去除 和养分的循环起着不可忽视的作用。尤其 当水生态系统中接纳大量的无机营养物质 时，通过对氮的氨化、硝化、反硝化作用， 微生物驱动着水体中氮的生物地球化学循 环：微生物参与着有机磷的分解作用，可以 促进水生植物的吸收利用，最近研究发现 湖泊沉积物由厌氧条件下的微生物还原可 产生磷化氢（Ｊｅｎｋｉｎｓ ｅｔ ａ１．，２０００；Ｒｏｅｌｓ ａｎｄ Ｖｅｒｓｔｒａｅｔｅ，２００１）［１１；同样参与着湖泊磷 的生物地球化学循环（Ｇｌｉｎｄｅｍａｎｎ ｅｔ ａ１．， １９９６ ａｎｄ ｌ９９５）ｔ １：微生物和酶能分解水体 中的有机物，然后以ＣＯ 形态还原到大气 中。因此，可以依靠接种有益微生物菌株 并强化对这些营养物质的去除，作为生物 统鉴定手册 ，鉴定出巨大芽孢杆菌。伊乐藻 从上海万森水处理公司购买 修复中的一项重要手段，接种的微生物既 １２实验方法 可单独使用，也可作为植物修复的配套技 试验设Ａ：底泥＋伊乐藻，Ｂ：底泥＋光 术来使用。 合细菌＋伊乐藻，ｃ：底泥＋有机解磷菌＋伊 乐藻三个处理，并设二组重复。光合细菌 ．和有机解磷菌分别为培养５ｄ和３ｄ的新培 养细菌，上覆水采用蒸馏水。 １．３指标方法测定 植物生理指标叶绿素含量、可溶性糖 含量和可溶性蛋白质含量的测定分别采用 乙醇一丙酮法、蒽酮法和考马斯亮蓝法，具 菌苔状分布。然后，采用平板划线法进行 ４１。 分离，结合ｇ伯杰氏细菌鉴定手册》和Ⅸ常 体参见《植物生理学实验技术》［见细菌系统鉴定手册》，鉴定出红假单胞 １．１实验材料 光合细菌 将滇池底泥、无菌水和富 集营养液按一定比例配成培养液，于光照 培养箱中２８～３Ｏ℃下培养２～３周至培养 液呈深红色或绿色，光合细菌在瓶壁上呈 菌。 １实验材料与方法 ２实验结果与讨论 （如有机解磷菌、光合细菌等）来加速ｃ， Ｎ，Ｐ在水体环境中的生物地球化学循环， ３５ ３０ １ 不同底质条件对伊乐藻长度的影响 有机解磷菌 采用稀释涂布法、利用 ２由图ｌ可以看出，在同为滇池底泥的生 蒙金娜有机磷培养基［３１、以滇池９＃点表层 底泥制作菌液，进行微生物的培养，结合 长环境中，不同的底质条件对伊乐藻长度 Ｐ＞＞Ｏ．０５）。在 《伯杰氏细菌鉴定手册＊和《常见细菌系 的影响存在显著的差异性（底泥中加入有机解磷菌和光合细菌能明显 促进伊乐藻的生长，其中，加入有机解磷菌 对伊乐藻生长的促进作用最大。到实验的 第１９ｄ时，这两个实验组中伊乐藻的长度 分别达到３３ｃｍ和２９．６ｃｍ，为底泥空白处 理中伊乐藻株高的１．３４和１．２０倍。 张俊 等在研究中发现，好氧型微生物 的数量在一定程度上决定了底泥酶的数 量，也增加了底泥中酶的活性。沉水植物 根际的生物活性与底泥酶的活性是正相关 的，可以促进沉水植物的生长。同时，微生 物群落的种类和活性在促进植物营养的循 环和植物生长、维持土壤结构、解除有毒 化学物质的毒性等方面有重要的作用，且 微生物可以降解底泥中的有机污染物，改 变底泥中重金属的存在形态，因此在底泥 中加入一定量的光合细菌和有机解磷菌能 够促进伊乐藻的生长。 ２．２不同底质条件对伊乐藻根系的影响 在实验结束时，对各实验组中伊乐藻 的生根数目和根的长度进行了统计，结果 如图２所示。从图中可以看出，不同的底质 条件对伊乐藻根系的影响也存在显著的差 异性（Ｐ＞＞Ｏ．ｏ５）。在滇池底泥加入光合细 菌和有机解磷菌的处理中，伊乐藻生根数 目和根的长度均大于底泥对照环境。因 此，在底泥中加入光合细菌和有机解磷菌有 利于伊乐藻根系的生长，伊乐藻根的数目及 长度分别为底泥空白处理５．５倍和３．５倍， 芎２５ 墨２ｏ 盥 霎 耋１０ ５ Ｏ ０ ５ １０ １５ ２０ — 一底淀十伊乐藻＋肢泥＋光合缡蒲＋伊乐藻＋艨 ＋有机解磷蕊＋伊乐藻 图１ 不同处理中伊乐藻的长度变化 根 系 情 况 底泥＋伊 底泥＋光台熵＋伊底泥＋订解荫＋伊 圈根的数翻 圉根的长度 图２ 不同处理中伊乐藻的根数目及根的长度 促进效果相当显著。 李春俭等㈣认为植物根系中产生植物 科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ ７ 蟊目 ： ｆ¨ 。。 。。。 ． 。 。 Ｈ。 。 ａ 不多。 综述 有机解磷菌能使糖含量升高，是因为 有机解磷菌能将水中的磷吸收转化，氮分 解释放，使有机物迅速转化为可被伊乐藻 吸收的营养，从而增加伊乐藻的呼吸基质， 促进呼吸作用，从而提高伊乐藻的生长。 ２．５不同底质条件对伊乐藻可溶性蛋白质 的影响 蛋白质是生物体内最重要的成分，它 是构成生命的主要物质基础，可溶性蛋白 质是植物所有蛋白质组分中最活跃的一部 分。植物体内的可溶性蛋白质大多数是参 与各种代谢的酶类，测其含量是了解植物 体总代谢的一个重要指标。从图４可看出： 在底泥中加入光合细菌和有机解磷菌能有 效的促进伊乐藻蛋白质的合成，该实验组 中可溶性蛋白质的含量分别为底泥对照处 理的２．４４倍和２．０１倍。 这说明细菌在促进植物生长的同时也 提高了植物的生长代谢能力，从而加速植 物的衰老；同时，细菌的加入产生了促进植 物生长的激素，这些激素可以促进蛋白质 的合成。 ５ 绿 豢 囊Ｌ 含 飘 ４ ３ ２ １ Ｏ （ 垲 克 ／ 升 底泥＋伊 底泥＋光台涛＋伊 底泥＋有解黼＋伊 鹾¨１‘绿崇ａ 圄 绿索ｂ 图３ 不同处理中伊乐藻的叶绿素含量 Ｏ．１６ Ｏ．１４ ＾ Ｏ．１２ 琶 Ｏ．１ 也 Ｏ．０ 篓 Ｏ．Ｏ 兰 ０．Ｏ Ｏ．Ｏ ０ ３结语 伊乐藻能在滇池底泥中较好的生长， 叶绿素的含量及叶绿素ａ／ｂ也较高，光合 底泥＋伊 底泥＋光台曲＋｛Ｊｆ 底泥＋韵孵ｌ氧＋伊 图４ 不同处理中伊乐藻的可溶性糖含量 Ｏ．２５ Ｏ．２ ＾ 细菌（红假单胞菌）和有机解磷菌（巨大芽孢 杆菌）的加入能进一步促进伊乐藻的生长， 具体表现为：伊乐藻生根数目明显增加，根 的长度明显增大，可溶性蛋白质的含量也 明显提高，但对叶绿素含量影响不大。因 此，在底泥中加入一定量的光合细菌和有 机解磷菌能明显改善伊乐藻的生长环境。 芑 蓦 赴 Ｏ．１５ 参考文献 【１］Ｄａｖｉｄ Ｇ．Ｊｅｎｋｉｎｓ，Ｐａｔｒｉｃｋ Ｈ．Ｓｔｅｖｅｎｓ ａｎｄ Ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｓｐｅｃｉｅｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉＯｎｓ ａｍｏｎｇ ｔｅｍｐｏｒａｒｙ ｐｏｎｄｓ ｗｉｔｈ ａ ｐｅｒ—— 督 ０．１ 二 岿 Ｏ．Ｏ５ ｍｕｔａｔｉｏｎ ｔｅｓｔ ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ ｔｈｅ ｊｏｉｎ ｃｏｕｎｔ ｓｔａｔｉｓｔｉｃ．Ａｑｕａｔｉｃ Ｅｃｏｌｏｇｙ，２０００， ３４（１） ． Ｏ ［２】Ｋａｒｉｎ Ｈａｕｓｔｅｒｍａｎｓ，Ｓａｒａｈ Ｒｏｅｌｓ，Ｊａｎ 底泥＋伊 底泥＋光俞黼＋伊 戚漉＋韵解简＋伊 Ｖｅｒｓｔｒａｅｔｅ，Ｔｏｍ Ｄｅｐｕｙｄｔ ａｎｄ Ｐｉｅｔｅｒ Ｓｌａｇｍｏｌｅｎ．Ａｄａｐｔｉｖｅ ＲＴ ｉｎ Ｒｅｃｔａｌ 图５不同处理中伊乐藻的可溶性糖含量 生长调节物质（ＰＧＰＳ）的微生物群落的数量 很大，例如从不同的植物根际中分离出来 的５０种微生物中分别由８６％、５８％和９０％的 微生物可以产生生长素（ＩＡＡ）、赤霉素 （ＧＡ）或激动素类物质。在底泥中加入光合 细菌和有机解磷菌也可能产生生长素等激 素类物质，而大量实验证实生长素是促进 不定根、侧根形成的主要激素，这可能就 是实验组３和实验组４中伊乐藻根系数目 多和根长度大的原因。 ２．３ 不同底质条件对伊乐藻叶绿素含量的 影响 叶绿素含量与光合作用密切相关。叶 绿素的降低会导致植物光合作用减缓由图 ３可看出，加入有机解磷菌处理组内伊乐藻 叶绿素ａ和ｂ的含量明显低于不加细菌的， 而光合细菌的加入使叶绿素含量也略低于 不加细菌的，可见这两种细菌对伊乐藻叶 绿素含量不但没有提高，有机解磷菌还有 Ｑｕｅｓｔｉｏｎ， ａ Ｃｏｍｐｌｅｘ Ａｎｓｗｅｒ． 抑制作用，从而使伊乐藻的光合速率降低。 Ｓｔｒａｈｌｅｎｔｈｅｒａｐｉｅ ｕｎｄ Ｏｎｋｏｌｏｇｉｅ，２００７， 叶绿素作为植物光合作用的重要色 １２． 素，在环境检测中，通过叶绿素的测定，可 ［３］蔡磊，李文鹏，张克勤．高效解磷菌株的 以掌握水体初级生产力的情况，当叶绿素 分离、筛选及其对小麦苗期生长的促 含量过高时，可以将叶绿素ａ作为水体富 进作用研究【Ｊ】．土壤通报，２００２，３３（１）： 营养化的指标之一，因此从另一个角度看， ４４ ４６． 有机解磷菌对叶绿素含量的降低，对控制 ［４】郝建军，康宗利，于洋．植物生理学实验 水体富营养化有利。 技术［Ｍ】．北京：化学工业出版社，２００６ ２．４不同底质条件对伊乐藻可溶性糖的影 ［５】张俊，朱伟，操家顺等．水体底质异质性 响 对沉水植物生长的影响［Ｊ］．水资源保 可溶性糖是作物碳素营养的主要物 护，２００６，２２（４）：４４ ４６． 质，而我们知道碳水化合物是植物生命活 【６】李春俭，张福锁．微生物产生的生长调节 动的中心，同时又是呼吸的底物，因此碳水 物质与植物生长【Ｊ】＿．世界农业，１９９５，８： 化合物的浓度的改变影响着呼吸强度的变 ４２ ４３． 化。通过图４可以看出，加入有机解磷菌的 组，可溶性糖含量最高，而仅有植物和加入 光合细菌的试验中，可溶性糖含量几乎差 Ｃａｎｃｅｒ：Ｓｕｐｅｒｉｏｒ ｔｏ ３Ｄ—ＣＲＴ Ａ Ｓｉｍｐｌｅ ８ 科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ
