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期刊：Chemosphere

主題：黑曲霉緩解鈾毒促芋屬植物生長的機(jī)制（鈣信號）

標(biāo)題：Aspergillus niger changes the chemical form of uranium to decrease its biotoxicity, restricts its movement in plant and increase the growth of Syngonium podophyllum

影響因子：4.427

監(jiān)測指標(biāo)：Ca²⁺流速

檢測部位：合果芋（白蝴蝶）根部成熟區(qū)、黑曲霉菌絲

Ca²⁺流速流實驗處理方法：

3.0 mg·L-1鈾處理5min/24h

Ca²⁺流速流實驗測試液成份：
0.1mM CaCl2，pH 6.0

作者：南華大學(xué)王永東、鄒超

英文摘要

Aspergillus niger (A. niger) and Syngonium podophyllum (S. podophyllum) have been used for wastewater treatment, and have exhibited a promising application in recent years.

To determine the effects of A. niger on uranium enrichment and uranium stress antagonism of S. podophyllum, the S. podophyllum-A. niger combined system was established, and hydroponic remediation experiments were carried out with uranium-containing wastewater.

The results revealed that the bioaugmentation of A. niger could increase the biomass of S. podophyllum by 5–7%, reverse the process of U(VI) reduction induced by S. podophyllum, and increase the bioconcentration factor (BCF) and translocation factor (TF) of S. podophyllum to uranium by 35–41 and 0.01–0.06, respectively, thereby improving the reduction of uranium in wastewater.

Moreover, A. niger could promote the cell wall immobilization and the subcellular compartmentalization of uranium in the root of S. podophyllum, reduce the phytotoxicity of uranium entering root cells, and inhibit the calcium efflux from root cells, thereby withdrawing the stress of uranium on S. podophyllum.

 中文摘要

黑曲霉（A.niger）和Syngonium podophyllum（S.potophyllum）已經(jīng)用于廢水處理，并且近年來已經(jīng)展現(xiàn)出有希望的應(yīng)用。

為了確定黑曲霉對S. podophyllum，S。podophyllum-A的鈾濃縮和鈾脅迫拮抗作用。建立了尼日爾聯(lián)合系統(tǒng)，并對含鈾廢水進(jìn)行了水培修復(fù)試驗。

結(jié)果表明，黑曲霉的生物強(qiáng)化可以使S. podophyllum的生物量增加5-7％，逆轉(zhuǎn)S. podophyllum誘導(dǎo)的U（VI）還原過程，提高生物富集因子（BCF）和轉(zhuǎn)運(yùn)因子。 （TF）S. podophyllum分別為35-41和0.01-0.06的鈾，從而改善了廢水中鈾的還原。

此外，黑曲霉可促進(jìn)S. podophyllum根部細(xì)胞壁的固定化和鈾的亞細(xì)胞區(qū)室化，降低鈾進(jìn)入根細(xì)胞的植物毒性，抑制根細(xì)胞的鈣外流，從而消除鈾的壓力。 S. podophyllum。

結(jié)果表明：在圖中，黑曲霉的鈣離子流速維持在約0pmol·cm^-2·s^-1，這表明在3.0mg·L^-1鈾脅迫下，Ca²⁺濃度梯度在黑曲霉細(xì)胞保持平衡，其正常生長不受抑制。
加入3.0mg·L^-1的鈾溶液5min后（圖A），對照組的白蝴蝶根細(xì)胞的鈣離子外排約為300pmol·cm^-2·s^-1。這表明在鈾脅迫下，白蝴蝶根細(xì)胞中Ca²⁺濃度梯度被破壞，其正常生長受到抑制。鈣離子的外排也發(fā)生在治療組中。然而，與對照組相比，外排率顯著下降，達(dá)到42pmol·cm^-2·s^-1以下，且持續(xù)下降。然后，終穩(wěn)定在約20pmol·cm^-2·s^-1。這表明黑曲霉可以抑制白蝴蝶根細(xì)胞的鈣外流，從而減弱白蝴蝶生長中鈾的毒性。
用3.0mg·L^-1的鈾脅迫處理24h后（圖B），對照組根系的鈣外排速率降至76 pmol·cm^-2·s^-1以下，并呈現(xiàn)持續(xù)下降趨勢。后保持在約30pmol·cm^-2·s^-1。這可能是因為白蝴蝶的自我調(diào)節(jié)以減弱鈾的植物毒性。處理組根細(xì)胞的鈣離子外排速率維持在20pmol·cm^-2·s^-1。這反映出黑曲霉抑制白蝴蝶根細(xì)胞鈣外排的作用可持續(xù)很長時間。