（环境科学专业论文）光合细菌在防治重金属对农作物污染中的作用及机理研究.pdf

光合细菌在防治重金属对农作物污染中的作用及机理研究 第二部分：球形红细菌对铜胁迫下盆栽油菜幼苗生长和铜积累的影响 采用盆栽试验，研究了球形红细菌菌悬液对铜胁迫下油菜幼苗生长及各部分铜 积累的影响。结果表明：过量c u 2 + 对油菜幼苗的生长有抑制作用；油菜幼苗各部分 铜积累都随土壤中铜浓度的增加而增加，其铜积累量均为根系 茎叶。施用球形红 细菌菌悬液后油菜幼苗生长受到c u 2 + 的抑制都有不同程度的缓解，油菜茎叶长度， 根系长度，鲜重和干重的增长率范围依次为o 8 8 、0 1 5 8 、0 3 1 1 4 和o 3 7 。其各部分铜的积累都有不同程度的降低，油菜整株，茎叶和根系铜 积累的降低率范围依次为2 8 1 1 7 、1 7 2 0 3 、6 8 1 8 8 。 第三部分：球形红细菌对镉胁迫下小麦、油菜幼苗生长及镉积累的影响 采用水培试验，研究了球形红细菌菌悬液对重金属镉胁迫下小麦和油菜幼苗生 长及富集镉的效应。结果表明，重金属镉能抑制小麦、油菜幼苗的生长，随着镉浓 度的增加，生长受到的抑制越明显，但镉浓度为0 5 m g l 时对小麦生长有一定促进 作用。镉的浓度为0 5m g l 、1 0m g a _ ，、2 0 m g e ，菌悬液的浓度为3 5 m g 1 , 、7 0 m g l ( 湿重) 时，小麦和油菜幼苗生长受到的镉抑制都有不同程度的缓解，几项生长指 标都有一定的增长，其中小麦茎叶长度，根系长度和鲜重的增长率范围依次为 3 2 1 1 3 、2 5 6 9 、1 1 3 6 5 8 ：油菜相应的增长率为1 o 1 4 7 、 5 8 3 4 4 0 、3 9 2 7 6 。小麦、油菜幼苗各部分镉的积累都随水培液中镉浓 度的增加而增加，其镉积累量均为根系 茎叶。加入菌悬液后两种植物各部分镉积 累都有不同的程度的降低，而且高浓度的菌悬液比低浓度的菌悬液降低率高，小麦 茎叶，根系，整株镉积累的降低率范围依次为8 3 1 6 4 、3 8 3 1 7 、3 4 1 5 o 油菜相应的降低率为1 1 1 2 3 、5 0 6 5 8 5 、0 9 2 5 2 。 第四部分：球形红细菌对镉胁迫下盆栽油菜幼苗生长和镉积累的影响 采用盆栽试验，研究了球形红细菌菌悬液对重金属镉胁迫下油菜幼苗生长及各 部分镉积累的影响。结果表明，重金属镉能抑制油菜幼苗的生长，随着镉浓度的增 加，生长受到的抑制越明显。镉的添加浓度为2 0 m g e 、4 0m g t , 、8 0 m g m ，加入球 形红细菌菌悬液( o d 5 - - 0 0 3 8 a ) 后，油菜幼苗生长受到的镉抑制都有不同程度的 缓解，油菜茎叶长度，根系长度，鲜重和于重的增长率范围依次为o 9 7 、0 1 5 8 、1 1 1 1 4 和o 8 2 6 。油菜幼苗各部分镉的积累都随土壤中镉浓度 的增加而增加，其镉积累量均为根系 茎叶。加入菌悬液后油菜幼苗各部分镉积累 i i 摘要 也有不同的程度的降低，油菜整株，茎叶和根系镉积累的降低率范围依次为2 8 2 6 6 、1 7 1 8 5 、1 2 4 1 7 3 。 。第五部分：球形红细菌对镉胁迫下小麦幼苗镉积累及几项生理生化指标的影响 通过水培实验，研究了0 、o 5 、5 、1 0 、2 0 m g ，l c d 2 + 和o 、1 5 球形红细菌菌 悬液复合处理对小麦幼苗生长过程中处理液c d 2 + 浓度，小麦幼苗茎叶和根系镉积累 量的影响以及对小麦幼苗叶片几项生理生化指标的影响。结果表明，处理液c d 2 + 浓度随培养时间的增加而降低，在小麦幼苗生长初期下降最为明显；茎叶和根系镉 积累量既随处理液c d 2 + 浓度的增加而增加，也随培养时间的增加而增加，在第7 1 0 d 镉积累量的增长幅度最大；且根系镉积累量 茎叶镉积累量。施用球形红细菌菌 悬液后处理液c d 2 + 浓度以及小麦幼苗茎叶和根系镉积累量与对照相比都有一定程 度的降低，降低幅度依次为1 9 4 9 9 ，1 2 3 5 8 1 和8 3 0 h 5 3 9 。在c d 2 + 胁迫下，小麦叶片丙二醛( m a l o n y l d i a l d c h y d c ，m d a ) 和脯氨酸含量均随培养时间 和处理液中c d 2 + 浓度的增加而增加；小麦叶片中超氧化物歧化酶( s u p e r o x i d e d s m u t a s e ，s o d ) 和过氧化氢酶( c a t a l a s c ，c a t ) 活性均随培养时间和处理液中c d 2 + 浓度的增加而降低。低浓度镉( 【c d 2 1 = o 5 m s l ) 在幼苗培养第5 d 对叶绿素a 、叶 绿素b 、类胡萝h 素和叶绿素总量的合成有一定的促进作用，但到第1 1 d 则转变为 抑制作用。高浓度镉( f c d 2 7 o 5 r a g l ) 对四种光合色素的合成均有抑制作用，且 抑制作用随培养时间和c x l 2 + 浓度的增加而增加。加入球形红细菌菌悬液后小麦叶片 丙二醛和脯氨酸含量都有所降低，小麦叶片s o d 、c a t 活性以及四种光合色素的 含量都有不同程度的增加。 关键词：球形红细菌；重金属；植物；生长；积累；生理生化指标 光合细菌在防治重金属对农作物污染中的作用及机理研究 w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fi n d u s t r y , m o r ea n dm o r ec o n t a m i n a n t s p o l l u t et h ee n v i r o n m e n ta n dh e a v ym e t a l sc a l lr e m a i ni nt h es o i la n dw a t e r h e a v ym e t a l sc a nb a d l yd a m a g ec r o p sa n da c c u m u l a t ei nt h ec r o p sw h i c h c o u l dh a r mh u m a nb e i n g s h e a l t ht h r o u g hf o o dc y c l e i ti st h et i m et o a l l e v i a t et h ed a m a g eo fc r o p su n d e rh e a v ym e t a l sp r e s sa n dd e c r e a s et h e h e a v ym e t a la c c u m u l a t i o n so fc r o p s p h o t o s y n t h e t i cb a c t e r i a i sas p e c i e so fb a c t e r i aw h i c hc a np r o g r e s s p h o t o s y n t h e s i sw i t h o u tr e l e a s i n go x y g e n p s bw i d e l ye x i s ti nn a t u r es u c ha s p a d d yf i e l d ，l a k e ，o o o a n ，s l u d g ea n ds o i l p s bh a sm a n yd i f f e r e n tf u n c t i o n s ( n i t r o g e nf i x a t i o n ，d e h y d r o g e n a t i o na n ds u l f i d eo x i d a t i o n ) a n dp l a yt h e i m p o r t a n tr o l ei nt h ec y c l eo fc a r b o n ，n i t r o g e na n ds u l f u r p s bh a sb e e n s u c c e s s f u l l y u s e di n m a n y f i e l d sa n dh a s l o n g r a n g ef o r e g r o u n d e n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o na n dr e s o u r c ec r i s i sa r ep r o b l e m st h a tp u z z l e db o f f i n s i nm a n yc o u n t r i e s t h es c i e n t i s t sp a ya r e n f i o nt ot h ee x p l o i t u r eo fp s b w h i c hi sau e wm i c r o b er e s o u r c e b yu s i n gw a t e r - c u l t u r em e d i u ma n dp o t t e de x p e r i m e n t ，t h ee f f e c to f r h o d o b a c t e rs p h a e r o i d e sa n dh e a v ym e t a l si nc u l t u r em e d i u mi nc u l t u r e p r o g r e s sw e r er e s e a r c h e d t h ee x p e r i m e n t se x p l a i nt h ed a m a g eo fc r o p s u n d e rh e a v ym e t a lp r e s sa n dt h ef u n c t i o no fr h o d o b a c t e rs p h a e r o i d e si n d e c r e a s i n gh e a v ym e t a la c c u m u l a t i o ni nc r o p st h r o u g hg r o w t hi n d e x e s ， h e a v y m e t a la c c u m u l a t i o n sa n ds e v e r a lp h y s i o l o g i c a l b i o c h e m i c a li n d e x e s p a r to n e ：e f e c t so fd e c r e a s i n gt h ec o p p e ra c c u m u l a t i o no fw h e a ta n dc o l e s e e d l i n g sb yr h o d o b a c t e rs p h a e r o i d e s b yu s i n g w a t e r - c u l t u r e m e d i u m ，t h e e f f e c t so fr h o d o b a c t e r s p h a e r o i d e ss o l u t i o no nt h eg r o w t ha n dc o p p e ra c c u m u l a t i o no fp l a n t su n d e r c o p p e rs t r e s s s u c ha sw h e a t ( t h t i c u ma e s t i v u m ) a n dc o l e ( b r a s s i c a c a m p e s t r i s ) ，w e r er e s e a r c h e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a tc u 2 + c a l li n h i b i tt h e 摘要 s e e d l i n gg r o w t h a l t h o u g ht h ec o l es e e d l i n ga n dt h ew h e a ts e e d l i n gc o u l d a c c u m u l a t ec o p p e r , t h ec o l es e e d l i n gc o u l da c c u m u l a t em o r ec o p p e rb y c o m p a r i s o n r h o d o b a c t e rs p h a e r o i d e si m p r o v e dt h ei n h i b i t i o ne f f e c t so nt h e s e e d l i n gg r o w t hu n d e rc o p p e rp r e s s ，t h ew h e a ts e e d l i n g s a b o v e g r o u n d l e n g t h ，r o o tl e n g t h ，f r e s hw e i g h tw e r ei n c r e a s e d1 2 5 4 6 ，2 1 1 1 1 ，0 6 3 8 4 a n dt h ec o l es e e d l i n g s w e r ei n c r e a s e d 3 4 1 1 3 。 2 6 1 6 7 ，7 7 4 9 8 ，r e s p e c t i v e l y i tc o u l da l s or e d u c et h ec o p p e r a c c u m u l a t i o no ft w o s e e d l i n g s o nd i f f e r e n td e g r e e ，t h ec o p p e ra c c u m u l a t i o n s 0 ft h ew h e a t sl e a fa n dr o o tw e r ed e c r e a s e d5 5 6 2 1 a n d6 。5 3 2 8 t h ec o r r e s p o n d i n gc o p p e ra c c u m u l a t i o no f c o l e s e e d l i n g sw e r e d e c r e a s e d3 2 4 5 8 3 a n d6 6 3 0 o r e s p e c t i v e l y p a r tt w o ：e f f e c t so fr h o d o b a c t e rs p h a e r o i d e so np l a n tg r o w t ha n dc o p p e r a c c u m u l a t i o n so fc o l es e e d l i n g su n d e rc o p p e rs t r e s si ns o i l b yu s i n gp o t t e de x p e r i m e n t ，t h ee f f e c t so fr h o d o b a c t e rs p h a e r o i d e s s o l u t i o no nt h eg r o w t ha n dc o p p e ra c c u m u l a t i o no fc o l es e e d l i n g su n d e r c o p p e rs t r e s sw e r er e s e a r c h e d 1 n b er e s u l t ss h o w e dt h a tc u 2 + c a ni n h i b i tt h e s e e d l i n gg r o w t h c o p p e ra c c u m u l a t i o no ft h ec o l es e e d l i n g si n c r e a s e dw i t h t h ec o p p e rc o n c e n t r a t i o n si n c r e a s i n g 皿ec o p p e ra c c u m u l a t i o n so fr o o t s w e r em o r et h a nt h ec o p p e ra c c u m u l a t i o n so fl e a v e s r h o d o b a c t e r s p h a e r o i d e si m p r o v e dt h ei n h i b i t i o ne f f e c t so nt h es e e d l i n gg r o w t hu n d e r c o p p e rp r e s s ，t h ec o l es e e d l i n g s a b o v e g r o u n dl e n g t h ，r o o tl e n g t h ，f r e s h w e i g h ta n dd r yw e i g h tw e r ei n c r e a s e d0 8 8 ，0 1 5 8 ，0 3 1 1 4 a n d0 3 7 i tc o u l da l s or e d u c et h ec o p p e ra c c u m u l a t i o no ft w o s e e d l i n g so nd i f f e r e n td e g r e e ，t h ec o p p e ra c c u m u l a t i o n so ft h ec o l e sw h o l e p l a n t ，l e a fa n dr o o t w e r ed e c r e a s e d2 8 1 1 7 ，1 7 2 0 3 a n d 6 8 1 8 8 p a r tt h r e e ：e f f e c t so fr h o d o b a c t e rs p h a e r o i d e so np l a n tg r o w t ha n d c a d m i u ma c c u m u l a t i o n so fw h e a ta n dc o l es e e d l i n g su n d e rc a d m i u m s t r e s s 光合细菌在防治重金属对农作物污染中的作用及机理研究 b yu s i n g w a t e r - e u l t u r e m e d i u m ，t h e e f f e c t so fr h o d o b a c t e r s p h a e r o i d e ss o l u t i o no nt h eg r o w t ha n dc a d m i u ma c c u m u l a t i o no fp l a n t s u n d e rc a d m i u ms t r e s s ，s u c ha sw h e a ta n dc o l ew e r er e s e a r c h e d t h er e s u l t s s h o w e dt h a tc a d m i u mc a ni n h i b i tt h es e e d l i n gg r o w t h t h ei n h i b i t i o ne f f e c t s e n h a n c e dw i t ht h ec a d m i u mc o n c e n t r a t i o n s i n c r e a s i n g l o wc a d m i u m c o n c e n t r a t i o nc o u l da d v a n c et h eg r o w t ho fp l a n t s w h e nt h ec a d m i u m c o n c e n t r a t i o n sw e r eo 5 m g l ，1 0 m g l ，2 0 m g t , a n dt h er h o d o b a c t e r s p h a c r o i d e ss o l u t i o nc o n c e n t r a t i o n sw e r e3 5 m g l ，7 0m g l ，t h eg r o w t h i n j u r yo fw h e a ta n dc o l ew e r ea l l e v i a t e da n ds e v e r a lg r o w t hi n d e x e sw e r e i n c r e a s e do nd i f f e r e n td e g r e e ，t h ec a d m i u ma c c u m u l a t i o n so ft h ew h e a t s e e d l i n g s a b o v e - g r o u n dl e n g t h ，r o o tl e n g t h ，f r e s hw e i g h tw e r ei n c r e a s e d 3 3 2 1 1 3 ，2 5 6 9 ，1 1 3 6 5 8 a n dt h ec o l es e e d l i n g s w e r e i n c r e a s e d1 0 1 4 7 ，5 8 3 4 4 ，3 9 2 7 6 ，r e s p e c t i v e l y t h e c a d m i u ma c c u m u l a t i o no ft h e p l a n t s i n c r e a s e dw i t ht h ec a d m i u m c o n c e n t r a t i o n si n c r e a s i n g 皿ec a d m i u ma c c u m u l a t i o n so fr o o t sw e r em o r e t h a nt h ec a d m i u ma c c u m u l a t i o n so fl e a v e s t h ec a d m i u ma c c u m u l a t i o no f t h ep l a n t sh a dd i f f e r e n t1 e v e l sr e m o v a l ，t h ew h e a t sl e a f , r o o t ，w h o l ep l a n t w e r ed e c r e a s e d 8 3 1 6 4 ，3 8 3 1 7 ，3 4 1 5 o a n dt h e c o r r e s p o n d i n gc a d m i u ma c c u m u l a t i o no f c o l e s e e d i n g sw e r ed e c r e a s e d 1 1 1 2 3 ，5 0 6 5 8 5 a n do 9 2 5 2 ，r e s p e c t i v e l y p a r tf o u r ：陆c t so fr h o d o b a c t e rs p h a e r o i d e so np l a n tg r o w t ha n d c a d m i u ma c c u m u l a t i o n so fc o l es e e d l i n g su n d e rc a d m i u ms t r e s si ns o i l b yu s i n gp o t t e de x p e r i m e n t ，t h ee f f e c t so fr h o d o b a c 地rs p h a e r o i d e s s o l u t i o no nt h eg r o w t ha n dc a d m i u ma c c u m u l a t i o no fc o l es e e d l i n g su n d e r c a d m i u ms t r e s sw e r er e s e a r c h e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a tc a d m i u mc a n i n h i b i tt h e s e e d l i n gg r o w t h ，n l e i n h i b i t i o ne f f e c t se n h a n c e dw i t ht h e c a d m i u mc o n c e n t r a t i o n si n c r e a s i n g w h e nt h ec a d m i u mc o n c e n t r a t i o n sw e r e 0 5 m e l , l o m g l ，2 0 m g 儿u s i n gt h er h o d o b a c t e rs p h a c r o i d e ss o l u t i o n ，t h e g r o w t hi n j u r yo fc o l ew e r ea l l e v i a t e da n ds e v e r a lg r o w t hi n d e x e sw e r e i n c r e a s e do nd i f f e r e n td e g r e e ，t h ec o l es e e d l i n g s a b o v e g r o u n dl e n g t h ，r o o t v i 摘要 l e n g t h ，f r e s hw e i g h ta n dd r yw e i g h tw e r ei n c r e a s e d0 9 7 ，0 1 5 8 ， 1 1 1 1 4 a n d0 8 2 6 t h ec a d m i u ma c c u m u l a t i o no ft h ec o l e s e e d l i n 邸i n c r e a s e dw i t ht h ec a d m i u mc o n c e n t r a t i o n si n c r e a s i n g t h e c a d m i u ma c c u m u l a t i o n so fr o o t sw e r em o r et h a nt h ec a d m i u m a c c u m u l a t i o n so fl e a v e s c a d m i u ma c c u m u l a t i o no ft h ep l a n t sh a dd i f f e r e n t l e v e br e m o v a l ，t h ec a d m i u ma c c u m u l a t i o n so ft h ec o l e sw h o l ep l a n t ，l e a f a n dr o o tw e r ed e c r e a s e d2 8 2 6 6 1 7 1 8 5 a n d1 2 4 1 7 3 p a r tf i v e ：e 如d so f 砌o d o b a c t e rs p h a e r o i d e so nc a d m i u ma c c u m u l a t i o n s a n ds e v e r a lp h y s i o l o g i c a l - b i o c h e m i c a li n d e x e so fw h e a ts e e d l i n g su n d e r c a d m i u ms t r e s s b yu s i n g t a n k f a r m i n g ，t h e c o m b i n e de f f e c t so fr h o d o b a c t e r s p h a e r o i d e ss o l u t i o n s ( 0 ，1 5 ) a n dc a d m i u mi o n ( o ，0 5 ，5 ，1 0a n d z 0 m g g l ) o nt h ec a d m i u mc o n c e n t r a t i o n si nc u l t u r es o l u t i o n s ，t h ec a d m i u m a c c u m u l a t i o n so fw h e a ts e e d l i n g sa n ds e v e r a lp h y s i o l o g i c a l b i o c h e m i c a l i n d e x e so ft h ew h e a ts e e d l i n g sl e a v e sw e r ei n v e s t i g a t e d ，d u r i n gt h eg r o w t h o fw h e a ts e e d l i n g s 皿er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ec a d m i u mc o n c e n t r a t i o n si n c u l t u r es o l u t i o n sd e c r e a s e dw i t ht h ec u l t u r et i m ei n c r e a s i n g e s p e c i a l l y ，i t d e c r e a s e dm o r ev i s i b l ed u r i n gt h ee a r l ys t a g eo ft h ew h e a tg r o w t h w i t ht h e c a d m i u mc o n c e n t r a t i o n sa n dt h ec u l t u r et i m ei n c r e a s i n g ，t h ec a d m i u m a c c u m u l a t i o n so fw h e a t s e e d l i n g s i n c r e a s e d f r o m7 t ht o 1 0 t h ，t h e i n c r e a s i n gr a n g e so fw h e a ts e e d l i n g s c a d m i u ma c c u m u l a t i o n sw e r e t h e b i g g e s t m o r e o v e r , t h ec a d m i u ma c c u m u l a t i o n si nr o o t sw e r e m o r et h a nt h a t i nl e a v e sa n ds t e m s i nt h eg r o u p st h a tu s e dt h er h o d o b a c t e rs p h a e r o i d e s s o l u t i o n s ，t h ec a d m i u mc o n c e n t r a t i o n si nc u l t u r es o l u t i o n sa n dt h ec a d m i u m a c c u m u l a t i o n so fw h e a ts e e d l i n g sw e r el o w e rt h a nt h ec o n t r a s tg r o u p s n e d e s c e n d i n gr a n g e sw e r e1 9 4 9 9 ，1 2 3 5 8 1 a n d8 3 5 3 9 r e s p e c t i v e l y u n d e rc a d m i u ms t r e s s ，t h ec o n t e n t so fm a l o n y l d i a l d e h y d e ( m d a ) a n d p r o l i n eo ft h el e a v e so fw h e a ts e e d l i n g si n c r e a s e d b u tt h e a c t i v i t i e so fs u p e r o x i d ed i s m u t a s e ( s o d ) a n dc a t a l a s e ( c a t ) o ft h ew h e a t s e e d l i n g s l e a v e sd e c r e a s e dw i t ht h ec u l t u r et i m ea n dt h ec a d m i u m 1 r i ； 光合细菌在防治重金属对农作物污染中的作用及机理研究 c o n c e n t r a t i o n s i n c r e a s i n g l o wc o n c e n t r a t i o nc a d m i u m ( 0 5 r a g l ) h a d p r o m o t i o ne f f e c to nt h ec o m p o s i t i o n s o f c h l o r o p h y l la ，c h l o r o p h y l lb ， c a r o t e n o i da n dt o t a lc h l o r o p h y ui n5 t h ，b u ti tb e c a m ei n h i b i t i o ne f f e c ti n l l t h h i g hc o n c e n t r a t i o n sc a d m i u mf 0 5 m g c l ) h a di n h i b i t i o ne f f e c t so n t h ec o m p o s i t i o n so fp h y t o c h r o m e ，a n dt h i si n h i b i t i o ne f f e c t ss t r e n g t h e nw i t h t h ec u l t u r et i m ea n dt h ec a d m i u mc o n c e n t r a t i o n si n c r e a s i n g t h r o u g hu s i n g r h o d o b a c t e rs p h a e r o i d e ss o l u t i o n s ，t h ec o n t e n t so fm d aa n d p r o l i n eo ft h e l e a v e so fw h e a ts e e d l i n g sd e c r e a s e d ，t h ea c t i v i t i e so fs o da n dc a t i n c r e a s e da n dt h ec o n t e n t so fp h y t o c h r o m ea l s oh e i g h t e n e d k e y w o r d s ：r h o d o b a c t e rs p h a e r o i d e sh e a v ym e t a l s ：p l a n t ：g r o w t h ； a c c u m u l a t i o n ；p h y s i o l o g i c a l - b i o c h e m i c a li n d e x e s 承诺书 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导 下独立完成的，学位论文的知识产权属于山西大学。如 果今后以其他单位名义发表与在读期间学位论文相关 的内容，将承担法律责任。除文中已经注明引用的文献 资料外，本学位论文不包括任何其他个人或集体已经发 表或撰写过的成果。 学位论文作者( 签章) ：勤蝮 2 0 0 7 年s 只i ? b 前言 前言 1 光合细菌 1 1 光合细菌简介 光合细菌( p h o t o s y n t h e t i cb a c t e r i a ，p s b ) 是能进行不放氧光合作用的一大类细 菌总称，广泛存在于自然界的水田、湖泊、江河、海洋、活性污泥及土壤内，生命力 极强，即使在9 0 的温泉、3 0 0 * , 6 的高盐湖以及南极冰封的海岸上，科学家都曾发现它 的存在。在不同的自然环境下，p s b 具有多种生理功能，如硫化物氧化、固碳、固氮和 脱氮，在自然界物质转化和能量循环中起着重要作用。近年来由于资源匮乏，环境污 染等问题的困扰，使世界各国不少的科学工作者将目光转向了这种新的微生物资源 一光合细菌的开发和应用。 光合细菌在分类地位上属于原核生物界，薄壁菌门，不产氧光合细菌纲。目前， 根据伯杰细菌鉴定手册( 第九版) 可分为7 个类群：p u r p l es u l f u rb a c t e r i a ：s u l f u r g l o b u l e si a s i c ec e l l s ( 内硫紫色硫细菌科) 、p u r p l e 翩l f u rb a c t e r i a ：s u l f u rg l o b u l e s o u t s i d ec e i l s ( 外硫紫色硫细菌科) 、p u r p l en o n q $ 1 l 柏，b a c t e r i a ( 紫色非硫细菌科) 、 b a c t e r i aw i t hb a c h lg ( 含菌绿素g 细菌科) 、g r e e n 跚伽rb a c t e r i a ( 绿硫细菌科) 、 m u l t i e e l l u l a r f i l a m e n t o u sg r e e nb a c t e r i a ( 多细胞绿丝菌科) 、a n a e r o b i cc h e m o t r o p h i c b a c t e r i aw i t hb a c h l ( 含菌绿素厌氧化能营养细菌科) ( 。近年来，以分子生物学指 征为依据的分类学研究使光合细菌的分类地位发生了较大的变迁不断有新种和新 属的报道。 光合细菌均为革兰氏阴性细菌，是一群没有形成芽孢能力的细菌，其形态非常 多样：有单个细胞亦有多细胞；有球形、杆状、半环状、螺旋状，还有突柄种类； 有以鞭毛运动，亦有滑行运动或不运动者。光合细菌细胞内无叶绿体，也无类囊体， 但具双层膜的类似叶绿体的结构载色体，该结构中含有类似于植物叶绿素的光合 色素一细菌叶绿素，还含有大量的类胡萝卜素，细菌叶绿索根据结构上的差异可分 为a ，b ，c ，d ，e ，g 等。细菌叶绿素和类胡萝h 素的光吸收波长分别为7 1 5 1 0 5 0 皿和4 5 0 5 5 0n m ，因而类胡萝卜素也是捕获光能的主要色素，它扩大了可供光合 细菌利用的光谱范围。不同种类光合细菌因其所含色素的种类和组成的差异而显示 不同的菌体颜色【2 】。 光合细菌的光合作用与绿色植物和藻类的光合作用机制有所不周。大部分光合 细菌还能以厌气的硫还原菌所产生的h 2 s ，c 0 2 为营养源进行光合生长，能去除h 2 s 。 光合细菌在防治重金属对农作物污染中的作用及机理研究 光合细菌在自然水域的厌气层和好气层都参与碳素的循环，在厌气层中，光合细菌 除参与碳素循环外，同时还参与硫循环；光合细菌不仅能进行光合作用，也能进行 呼吸、发酵或脱氮 3 1 。光合细菌生理类型的多样性使它成为细菌中最复杂的菌群之一， 在不同的自然环境中，它能表现出不同的生理生化功能，如固氮、固碳、脱氢、硫 化物氧化等，这使得光合细菌在自然界的氮、碳、硫循环中发挥着重要作用。 球形红细菌( r h o d o b a c t e rs p h a e r o i d e s ) 属于紫色非硫菌群红细菌属光合细菌【1 1 。 光合细菌中的紫色非硫菌群，不仅能在厌氧光照的条件下，利用光能把有机物作为 供氢体固定二氧化碳进行光能异养生长，而且能在有氧黑暗条件下，以上述有机物为 呼吸基质，进行好气异养生长。即具有随着生存环境而灵活地改变代谢类型的特性。 特别是球形红细菌对重金属具有极强的耐受能力【4 5 】。因此，与其它微生物材料比较 具有优越性。该属的细胞为卵形或球状，直径为0 5 1 2 肛m 。运动型细胞有两极 鞭毛。细胞以二分分裂繁殖，可以产生囊泡和黏液，并形成链状细胞。光合内膜为 囊泡状，光合色素为细菌叶绿