Page 85 - ⑨环境与发展第3期

污染防治研究

为可供植物直接吸收利用的含氮化合物 。不 产生的有机酸、细胞外多聚物、金属硫蛋白和
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同 PGPR 的固氮途径不尽相同，通过应激反应 多胺等物质在重金属条件下能够作为金属结

基因调控、分泌双固氮酶等都是可供选择的固 合肽与重金属络合。络合反应使得游离重金
氮方式 [10,11] 。 属离子数量下降，降低重金属离子与化学性质

溶磷微生物可通过多种途径实现释放可 相似的矿物质营养素的竞争 ，减小重金属离
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供植物利用的磷酸根离子。与 NH 进行同化 子毒性 ，提高植物对必需矿物元素的吸收 ，
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作用释放质子，降低根际土壤pH值，促进磷的 一定程度上减弱游离重金属离子对植物的毒
溶解；通过呼吸作用产生的 CO 降低根际土壤 害作用。其中PGPR产生的小分子有机酸不仅
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pH值，促进磷的溶解；释放H S与Fe-P发生交 可以通过络合作用调节重金属生物利用度,也
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换反应，释放磷酸根离子 。通过氧化还原反 可增强植物对重金属耐受能力 。
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应将土壤中存在的无效态磷转化成可供植物 根际土壤中的重金属能够被PGPR产生的
吸收利用的正磷酸盐，一定程度上解决了植物 有机酸活化。PGPR 分泌的有机酸如甲酸、乙

自身对磷的吸收和利用率低、肥料中大部分磷 酸、酒石酸、琥珀酸、草酸等通过与重金属离子
无法被作物高效利用的问题。 结合改变土壤中重金属的存在形态，富集根际
K 作为一种主要的无机营养素和渗透调 周围的矿质营养元素，促进植物生长和对重金
+
节剂对植物细胞至关重要。土壤中的钾大多 属离子的吸收和转运。PGPR分泌的有机酸在

数以不溶的形式存在，具有解钾能力的 PGPR 对重金属活化时往往受到酸的种类和性质、与
通过分泌多种物质与矿物质接触，促进钾元素 重金属结合的形式以及土壤pH值等因素的影
的转换，将不溶形式的钾转化为易溶形式供植 响 。微生物代谢产生粘胶或小分子有机酸
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物吸收利用 。此外 K 进入细胞有利于细胞 等分泌物也可促进重金属溶解，在与重金属形
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H 的排出，促进植物根际环境呈弱酸性，利于 成稳定络合物的同时改善土壤质量。
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喜弱酸性环境的植物生长。 PGPR通过甲基化作用可以降低重金属离
嗜盐PGPR可以改变植物中几种负责改善 子对生物体的毒害作用。当PGPR产生的蛋白

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盐分胁迫的基因的表达且 AMF 会增加 K /Na + 复合体中的甲基与Hg 的亲和力更强时，甲基
比率，有利于维持细胞质中的离子稳态或植物的 会从甲基蛋白复合体转移至 Hg 形成甲基化
2+
Na 外流 (与H —K 离子细胞交换原理一致)。 汞，减弱游离汞的毒性 。能够通过氧化还原
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3.2 PGPR与毒性金属元素 反应来改变重金属的价态，使其转化为低毒或
重金属通常会对植物产生毒性作用，这种 无毒性离子的形式 ，降低土壤毒性。
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毒性作用主要通过破坏植物体内蛋白质结构、 4 PGPR对植物根系中其他微生物的影响
替代必需金属元素、诱导异常氧化还原反应等 外源PGPR能够相对稳定地提供植物生长
方式干扰植物体内呼吸作用、光合作用等代谢 周期内的微生物生物量碳，改变种群数量，使

活动对植物造成损害 。 细菌数量增加、真菌数量减少 、放线菌数量
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根际促生菌有多种抗重金属机制。PGPR 变化差异不显著 。其中溶磷菌、解钾菌和固

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