“环境危机”的一个重要方面，是土壤重金属污染导致环境质量下降。丛枝菌根真菌作为植物根系和土壤的联系纽带，能够在土壤重金属污染的修复方面起重要作用，为土壤污染的生物修复提供一条新思路。 通过国内外十多年的相关研究，已获得了一些重金属耐受性丛枝菌根真菌菌株，不过，这仅是开展重金属污染生物修复的基础和前提。要使重金属污染的生物修复成为可能，这就要求所应用的菌株，既具有重金属的耐受性，又具有向植物体转运重金属的能力。这就要将研究的重点，放在丛枝菌根与重金属污染物的相互关系及耐受和转运机理方面。 本研究在严格的人工控制条件，采用盆栽模拟试验。在石灰性土壤上模拟单一和复合的重金属锌、镉、铜污染，以玉米（Zea mays L．，农大108）为供试植物，从耐重金属丛枝菌根真菌菌株筛选入手，研究在不同重金属污染逆境条件下，菌根真菌的侵染对植物生长，以及吸收、分配重金属元素的影响，探索丛枝菌根真菌～宿主植物～土壤重金属元素之间的相互作用特性和机理，为菌根在重金属污染土壤的生物修复提供理论依据。 以不同菌根真菌（G. mosseae、G. intraradices、G. Caledonium、G. clarum、G. spp.）对玉米接种，发现在最高施Zn或Cd条件下(Zn900或Cd150mg·kg^-1)，G. caledonium的菌根侵染率分别达到41.6％、33.6％，并对玉米植株的生长有良好的促进作用。以此为根据，确定该菌种为后续研究的供试菌种。 单一施Zn试验中，G. caledonium的侵染，不仅使宿主植物表现出良好的重金属抗性，而且促进了菌根玉米的生长：即使是施锌达最高水平时(Zn 600mg·kg^-1)，由于菌根的形成，植株磷吸收总量较非菌根玉米提高了61.4％，叶片和根系的生物量也分别增加5.4％和16.2％。此外，试验还发现，在施Zn水平为中等时(Zn 300mg·kg^-1)，菌根玉米的根系Zn含量和Zn积累量均显著高于未接种处理，显示Zn在根系中的潴留增加；在施高水平Zn时(Zn 600mg·kg^-1)，菌根玉米不仅强化了根系对Zn的积累，而且还显著加强了Zn向叶片的运输。结果表明，由于菌根的形成，不仅能通过“生物稀释效应”，缓解宿主植物的Zn毒害，还能增强锌从土壤中的移出，一定程度地实现了对锌污染土壤的生物修复。西南农业大学博士学位论文 通过研究接种菌根真菌对玉米吸收、利用矿质元素的影响，发现在土壤不同施Zn条件下，由于菌根的形成，非常显著地稳定了菌根玉米体内Fe、Cu、Mn、Mg、Ca等元素的含量，维持了植物矿质元素的营养平衡。该结果从植物营养学角度，证明了菌根的形成能改善宿主植物在Zn污染逆境条件下的生长状况，有助于提高植物对土壤重金属污染的抗性。 单一施cu试验中，即使是在最高施cu水平下（cul50mg’kg一，），仍有54.7%的玉米根系被G.caledonium侵染，说明该菌种对土壤Cu污染有良好的抗性。接种菌根真菌后，通过有效改善植株磷营养、阻止土壤酸化和降低重金属浓度等途径，显著增强宿主植物对Cu污染的抗性。在最高施Cu水平时，菌根玉米的根系干重、根长与相应的非菌根玉米相比，分别提高了109.9%和36.3%。更值得注意的是，在此施cu水平下，菌根玉米地上部和根系的Cu含量较非菌根玉米分别减少25.7%和24.1%，而菌根植物体内的Cu积累总量则增加了58.7%，且所吸收的Cu绝大多数被积累于根系中。结果强烈地表明，在Cu污染环境中，菌根效应表现在一方面相对降低植株Cu含量，另一方面促进植物对Cu的吸收，并将其储留于菌根共生体中。这不仅是菌根的“生物稀释”效应在促进玉米对Cu毒害耐受性的体现，也是菌根有助于Cu污染物从土壤中的高效移出作用的体现。 在单一施cd试验中，当施cd水平为25mg’kg一，时，接种G.。aledonium使得宿主植株发生了以下变化:植株吸磷总量提高了近4倍，土壤可溶态Cd浓度降低5.1%，并显著缓解土壤酸化程度。而且，通过菌根这一有机屏障的形成，储留了99.7%以上的Cd离子。+MCd25处理的植株cd吸收总量达到所有处理的最高，平均为987.2 mg·pot一，，较一Mcd25处理提高391.8%。并且，在植株地上部中，Cd含量减少近40%，而Cd积累量却提高了185%。说明在该施Cd水平下，接种丛枝菌根真菌后，一方面能有效降低植株体内Cd含量，实现菌根对宿主植物的生态保护作用;另一方面加强了对Cd的吸收和向地上部的转运，实现了对土壤中cd污染物的有效移出。此外，试验结果还表明，虽然在施cd水平高达100 mg·k岁时，G.caledonium对玉米的侵染率仍达到41 .1%，但由于Cd所表现出的强烈的生物毒性，致使该施Cd水平时，菌根对宿主植物的生态保护效应无法体现。 在Zn一Cu复合处理试验中，丛枝菌根真菌对玉米根系的侵染，较单一施Zn或施Cu处理显著地降低，但在混施重zn和重Cu处理中（+MzngooCul50），菌根侵染率仍达到近43%。该结果表明，一方面，重金属的复合污染能更显著地抑制丛枝菌根真菌对玉米根系的侵染，另一方面，G.caledonium对Zn一Cu复合污染仍具有较高抗性。由于离子间存在着交互作用，使得重金属复合污染与单一污染的生物效应有所不同。Zn一Cu复合处理时，植株生物量表现为:单一施Cu>Zn一Cu复合处理>单一施Zn?