郇菲菲，郭长虹

(哈尔滨师范大学，黑龙江省分子细胞遗传与遗传育种重点实验室)

0 引言

石油工业的迅速发展在促进人类社会的进步和文明方面发挥着重要的作用，但同时也带来了许多环境问题．据有关资料表明:在我国每年有将近60万t原油进入环境，严重污染土壤、地下水、河流和海洋［1］．石油对土壤的污染多集中在20 cm左右的表层，石油进入土壤环境，其危害主要表现在两个方面:(1)破坏土壤结构，影响土壤通透性，损害植物根部，阻碍根的呼吸与吸收，最终导致植物死亡．(2)石油中某些污染物也会被植物吸收从而进入食物链，对人类的身体健康造成危害．因此加快石油污染土壤的治理是对于这样一个人多地少的国家而言，显得尤为迫切和重要．

植物修复是由植物介导的生物修复，它是一个利用植物自主去除、转移、破坏污染物和沉淀物的过程．作为一种原位生物修复手段，它花销更少并且对土壤结构的影响更小，和其他手段相比更容易被公众接受［2］．而植物和微生物联合修复则利用植物体内对某些污染物的积累、植物代谢对某些污染物的转化和矿化功能，以及植物根际与根际微生物之间的相互促进关系，来加速土壤中污染物的降解［3］．

植物根际促生菌(Plant-growth-promoting-rhizobacteria，PGPR)是指自由生活在土壤或附生于植物根际的一类可促进植物生长、防治病害、增加作物产量的有益菌类．PGPR对土壤中有害病原微生物与非寄生性根际有害微生物都有生防作用，对植物吸收利用矿物质营养有促进作用，并可以产生有益于植物生长的代谢产物，从而促进植物的生长发育［4］．近年来的研究表明，PGPR能够有效促进植物修复土壤中的石油或其他污染［5-6］．

1 材料和方法

1．1 试验材料

供试盐碱土壤:采自大庆草原0～20 cm表层土．采集来的土壤经在阴凉处自然风干后，碾碎并去除里面的石头和植物残体等，过2 mm筛备用．人工石油污染土壤的制备:用石油醚将采自大庆油田的石油溶解，然后均匀拌入经过处理后的盐碱土壤，使其终浓度为5 g/kg干土，放在阴凉处使石油醚挥发，待石油醚挥发后备用．

供试植物:苜蓿(Medicago sativa L．)属于多年生草本植物，对土壤要求不高，耐冷热且抗病性较强．供试苜蓿种子用70%的酒精进行表面消毒1 min，然后用1%的次氯酸钠浸泡10 min，再用灭菌蒸馏水清洗干净．

供试Y-2菌种:为PGPR中的拜式不动杆菌(Acinetobacterbeijerinckii)(CGMCC No．6291)．它是本实验室从大庆石油污染盐碱地区的植物根际土壤中经过培养基的定向筛选获得，前期实验表明它具有较高ACC脱氨酶活性和显著促生效果，同时对石油具有一定的降解能力．

1．2 试验设计

试验设0 g/kg和5 g/kg土壤石油浓度梯度，每盆装土1．5 kg．下设两个处理:(1)苜蓿单独种植作为对照组CK;(2)苜蓿接种PGPR作为实验组Y-2．每个处理重复3次．盆中浇透水后播种苜蓿(每盆100颗)，隔天浇水一次，Y-2接种菌悬液10 mL，生长期间温度在25～30℃，光照时间为每天8～10 h，2个月后进行测定各项指标．

1．3 测定方法

生物量采用烘干法测定．丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸法(TBA)测定［7］，可溶性蛋白含量的测定采用考马斯亮蓝法［8］．土壤中总TPH含量测定参照USA EPA 3550．

1．4 统计分析

采用Excel和SPSS16．0系统数据分析软件进行数据处理和分析．采用方差分析(ANOVA)中的Duncan指数分析差异显著性，其中不同字母表示差异显著，反之则不显著(p＜0．05)．

2 结果分析与讨论

2．1 不同处理对苜蓿生物量的影响

表1 不同处理下苜蓿生物量的变化

根据表1可以看出石油胁迫使苜蓿生物量降低，说明石油对苜蓿生长产生了抑制作用．但是无论在无油还是有油条件下，与未接种相比，接种处理显著提高地上地下干重．在5 g/kg石油污染土壤中，接种Y-2的处理地上干重比对照增加了 19．34%，地下干重比对照增加了38．91%．表明Y-2能够显著促进苜蓿的生长，增强植物的抗逆性，一定程度上消除胁迫对生物量的影响．

2．2 不同处理对苜蓿叶片丙二醛(MDA)含量的影响

图1 接种Y-2后苜蓿丙二醛(MDA)含量

MDA是植物体内脂质过氧化代谢产物，它可以使细胞膜的酶蛋白发生交联并失活，损伤细胞膜的结构和功能，其水平的高低能够间接反映自由基所致脂质过氧化程度［9］．石油胁迫处理中接种Y-2处理与CK之间达到了显著性差异，接种后降低了苜蓿植株的丙二醛含量，说明Y-2能缓解苜蓿植株细胞膜受胁迫伤害的程度，提高苜蓿的耐油性．

2．3 不同处理对苜蓿叶片可溶性蛋白含量的影响

图2 不同处理下苜蓿可溶性蛋白含量

在石油胁迫下，无论CK还是接种Y-2的处理，均显著低于无油胁迫的相应处理，如图2．说明石油抑制了蛋白的合成或加速了其降解．接种的植株可溶性蛋白含量均有不同程度的提高，提高幅度为15．6%左右．其中石油胁迫下接种Y-2处理已经达到无胁迫下的CK水平，可能是由于Y-2能够增强苜蓿的蛋白合成能力，延缓苜蓿蛋白的降解，维持蛋白正常代谢，降低苜蓿体内氨类物质对其产生的毒害，增强植物的抗逆能力．

2．4 不同处理下对苜蓿修复石油污染盐碱土壤的影响

图3 不同处理下的总石油烃的降解率

经过60 d的修复过程，在石油污染土壤中，对照组CK的总石油烃的降解率为20．76%，而接种Y-2处理的总石油烃降解率为35．06%．接种Y-2显著增加了总石油烃的降解率．表明接种Y-2能够显著促进苜蓿对于石油污染盐碱土壤的石油降解．

3 结束语

通过测定苜蓿生长状况包括地上、地下干重，以及丙二醛和可溶性蛋白含量，表明接种Y-2处理能够缓解石油胁迫对苜蓿的影响，并且能明显促进植物生长，同时接种处理减缓了石油胁迫对植物的毒害作用，增强植物的抗逆能力．最后测定了石油污染土壤中TPH的降解率，表明苜蓿结合Y-2进行石油污染土壤的修复比单独种植苜蓿效果好．植物结合PGPR对于石油污染盐碱土的石油烃降解是一种理想的组合．

［1］ 陆光华，万蕾，苏瑞莲．石油烃类污染土壤的生物修复技术研究进展［J］．生态环境，2003，12(2):220-223．

［2］ 孙铁衍，宋玉芳，许华夏，等．植物法生物修复多环芳烃和矿物油污染土壤的调控研究［S］．应用生态学报，1999，10(2):225-229．

［3］ Langella F，Grawunder A，Stark R．Microbially assisted phytoremediation approaches for two multi-element contaminated sites［J］．Environ Sci Pollut R，2013:1-14．

［4］ Rathaur P，Raja W，Ramteke PW，et al．Effect of UV-B Tolerant Plant Growth Promoting Rhizobacteria(PGPR)on Seed Germination and Growth of Withania somnifera［J］．Advances in Applied Science Research，2012，3(3):1399-1404．

［5］ Huang X D，El-Alawi Y，Gurska J，et al．A multi-process phytoremediation system for decontamination of persistent total petroleum hydrocarbons(TPHs)from soils［J］．Microchem J，2005，81:139-47．

［6］ Gurska J，Wang W X，Gerhardt KE，et al．Three year field test of a plant growth promoting rhizobacteria enhanced phytoremediation system at a land farm for treatment of hydrocarbon waste［J］．Environ Sci Technol，2009，43(12):4472-4479．

［7］ 赵世杰，许长城，邹琦，等．植物组织中丙二醛测定方法的改进［J］．植物生理学通讯，1991，30(3):207-210．

［8］ 华东师范大学．植物生理学实验指导［M］．北京:人民教育出版社，1981．20-25．

［9］ 简令成，王红．逆境植物细胞生物学［M］．北京:科学出版社，2009．