双酚A对大豆生长生理及微生物群落的影响

作     者：黄长江 

作者单位：阜阳师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：唐俊

授予年度：2022年

学科分类：07[理学] 09[农学] 0901[农学-作物学] 0713[理学-生态学] 

主      题：内生菌 根际细菌 荧光参数 大豆幼苗 双酚A 

摘      要：双酚A（Bisphenol A,BPA）是一种典型的内分泌干扰物,对人体及动植物健康产生威胁。近年来,基于水培实验,植物幼苗生长生理对BPA的响应受到广泛关注。种子萌发是植物生长发育的关键阶段,对幼苗的生长发育起到决定性作用。因此,研究植物种子萌发至幼苗期这一过程对BPA胁迫的响应能更全面揭示植物生长发育对BPA的响应,然而未受广泛关注。根际微生物和内生菌对植物的生长发育起到重要作用,然而BPA对微生物群落的影响及其与植物的BPA响应关系也未受广泛关注。因此,本研究采用土壤培养大豆,设置对照、低、中和高浓度BPA（0 mg/L、1.5 mg/L、17.2 mg/L和50 mg/L BPA）以模拟不同程度的土壤BPA污染,探究不同浓度BPA持续污染对大豆生长发育、大豆内生菌和根际细菌群落的影响。主要结果如下:（1）低浓度BPA显著增加了23.3%的根系平均直径并显著降低了41.4%的根尖数,对大豆其他生长指标没有显著的影响。中浓度BPA对总生物量、地上生物量、叶片数量和根尖产生了显著抑制效应,分别降低了28.6%、20.5%、14.0%和34.4%;但使平均根系直径增加了24.0%。高浓度BPA显著抑制了大豆生长（具体包括总生物量、地上生物量、叶片数量、单个叶片重量、单个叶片面积、根系长度、根表面积和根尖数,分别降低了38.5%、30.0%、15.6%、25.3%、20.5%、47.6%、40.5%和52.5%）,但根冠比显著增加了38.7%。（2）BPA对叶绿素荧光参数、总抗氧化能力、过氧化氢酶和丙二醛没有显著的影响。中、低浓度BPA显著增加了大豆幼苗时期叶绿素含量,但是增幅较小（3.0%）。（3）高浓度BPA显著增加了叶片内生细菌丰度和多样性,但是显著降低了大豆种子和根系内生菌Beta多样性。总体而言,高浓度BPA改变了Proteobacteria、Cyanobacteria、Bacteroidetes和Firmicutes优势菌门的相对丰度,同时会显著改变内生菌网络拓扑结构。（4）BPA显著改变了根际细菌Beta多样性,但是对根际细菌丰度和香农多样性没有显著影响。Bacillus在BPA处理后丰度提高,在中、低浓度达到显著水平,而Pseudomonas丰度,在各浓度BPA处理后均显著降低。（5）高浓度BPA改变了内生菌和大豆生理参数之间的作用关系,其中总抗氧化能力与大豆内生菌之间存在显著的相关性。根际细菌群落在调节大豆种子、根系和叶片氧化参数中也发挥着重要的作用,这主要得益于部分细菌群落而不是细菌多样性。因此,微生物群落会通过调节氧化参数间接地作用于大豆幼苗的生长发育过程。