[口头报告]PGPR在沉水植物恢复和温室气体减排中的应用潜力

PGPR在沉水植物恢复和温室气体减排中的应用潜力
编号：3192 稿件编号：415 访问权限：私有 更新：2023-04-12 21:36:44 浏览：443次 口头报告

报告开始：2023年05月06日 13:30 （Asia/Shanghai）

报告时间：10min

所在会议：[5A] 5A、环境科学 » [5A-1] 5A-1 环境科学

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摘要
沉水植物的恢复是内陆水体环境和生态综合治理的一个重要环节，是确保水生态系统功能恢复和湖泊清水稳态维持的重要生态措施之一。然而在实际恢复工作中，由于水下生境各种胁迫因素的叠加，沉水植物的存活常常无法稳定保证，弱光和沉积物高有机质是沉水植物恢复面临的重要环境胁迫因子，而且湖泊中沉水植物的生长对温室气体的排放还有显著地促进作用。本研究利用根际促生菌(plant growth-promoting rhizobacteria, PGPR)接种于沉水植物苦草的根际，发现PGPR能够显著改善植物在胁迫环境条件下的生长。以苦草根系分泌物为唯一碳源，筛选出61株根际营养型PGPR；在野外高有机质底泥和弱光环境下生长的沉水植物根际，筛选出252株ACC脱氨酶活性的PGPR。在灭菌的高有机质沉积物体系中接种PGPR，苦草种子萌发后幼苗的促生效率可达96%，苦草成株的促生效率最高达到379%。研究筛选出单一底泥有机质胁迫环境下的有效促生菌株Pseudomonas plecoglossicida，Enterobacter ludwigii，Pseudomonas vancouverensis，其中Enterobacter ludwigii和Pseudomonas plecoglossicida还能分别有效促进单一弱光胁迫下及弱光和高有机质底泥双重胁迫下苦草的生长。不论是单一胁迫和双重胁迫下，接种PGPR的植物叶片ROS水平能够显著降低，沉积物间隙水的NH4-N含量显著降低，植物根部对NH4+的吸收通量和植物体内谷氨酸脱氢酶活性得到调节。PGPR通过增加肠杆菌科的优势度或增加群落的α-多样性调节根际微生物群落结构。在高有机质沉积物环境下，微生物群落结构的调整程度与植物促生效果呈现显著正相关。以上结果表明PGPR通过减少胁迫环境下植物ROS含量以及调节植物对沉积物NH4-N的吸收和转化，改变根际微生物群落结构，进而达到促进植物恢复的效果。湖泊沉积物产甲烷潜势和甲烷氧化潜势的调查发现，沉水植物覆盖区的沉积物产甲烷潜势往往高于无植物区。PGPR接种于苦草根际后，水气界面的温室气体通量测量分析结果表明，单一沉积物高有机质胁迫环境与弱光和高有机质底泥双重胁迫环境下，Pseudomonas plecoglossicida促进体系CH4排放减少1/3-2倍，N2O排放减少1/2-1倍。因此，在以沉水植物恢复为核心的水体生态修复的“热潮”中，增加对于降碳减排的“冷思考”，将有利于推进水体生态修复的高质量发展，进而更好地服务于我国的生态文明建设和“双碳目标”的实现。
 
关键字
PGPR（根际促生菌）,沉积物,沉水植物,温室气体
报告人
王川
湖北大学

稿件作者
王川 湖北大学
李亚华 中国地质大学（武汉）
王会会 中国科学院水生生物研究所
朱江龙 湖北大学
周巧红 中国科学院水生生物研究所
吴振斌 中国科学院水生生物研究所
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