具有PAHs降解特性的植物内生细菌筛选及其对植物吸收PAHs的调控作用

能否利用植物体内的内生细菌来调控植物对有机污染物的吸收作用、进而有效规避植物有机污染风险？近来，该研究引起重视，但国内外相关报道还很少。本项目拟以多环芳烃（PAHs）为目标污染物，旨在分离、筛选具有PAHs降解特性的植物功能内生细菌，弄清其种群特性及其在植物体内的定殖性能；研究筛选出的功能内生细菌对植物吸收积累PAHs的调控规律，优化调控条件；探讨植物体内主要酶系活性对内生细菌的响应及其与植物代谢PAHs的关系，综合地阐明内生细菌调控植物吸收PAHs的作用原理；评价利用功能内生细菌调控植物吸收PAHs的可行性，提出有效规避作物有机污染风险的新思路和途径，为减低作物有机污染风险、保障污染区农产品安全等提供依据。

近些年来，植物内生细菌的环境效应很受关注；但至今，关于植物内生细菌对多环芳烃（PAHs）等持久性有机污染物的响应以及其对植物吸收PAHs的影响，国内外仍很不清楚。本项目提出了利用功能内生细菌去除植物体内PAHs的新思路及原理，取得的主要结果：（1）利用传统培养方法和PCR-DGGE等分子生物学方法，研究了PAHs污染对植物内生细菌种群特性的影响，明确了PAHs污染下植物内生细菌优势种群，阐明了内生细菌种群对PAHs污染的响应。（2）利用富集培养和划线纯化等方法，从PAHs污染区健康植株内分离筛选出以萘、菲、芘等PAHs为唯一碳源生长的内生细菌，进一步研究了内生细菌对PAHs的降解性能，获得了可高效降解PAHs的功能内生细菌；在此基础上，明确了功能内生细菌的分类地位和生长条件，并对其降解PAHs的环境条件进行了优化。（3）利用温室盆栽试验，弄清了所筛选的功能内生细菌在植物体内的定殖能力和分布，阐明了功能内生细菌在植物体内定殖对植物吸收积累PAHs的影响。（4）利用温室盆栽试验，明确了植物内生细菌种群特性和植物体内PAHs代谢相关酶系对PAHs污染的响应、及其与植物吸收积累PAHs的关系，综合地阐明了功能内生细菌调控植物吸收PAHs的作用机理。依托本项目，发表论文20篇，其中在《Plant and Soil》、《Soil Science Society of America Journal》、《PloS ONE》、《Journal of Environmental Quality》等刊物上发表SCI论文14篇，三篇论文发表在国际学科排名前10%期刊上。成果可为发展植物PAHs污染防护技术、有效规避植物污染风险等提供重要思路和依据。依以本项目为基础，开展国际合作与交流4人次，培养博士/硕士研究生6名。