双孢蘑菇对重金属铅、镉富集规律的初步研究

论文摘要

食用菌子实体质地细嫩,营养丰富,其中许多种类还具有多种医疗保健作用,在农林作物废弃料转化中具有重要作用。近年的研究显示,部分食用菌对重金属元素具有一定的富集作用,重金属污染引起的食用菌质量安全问题引起广泛的关注。本课题以人工栽培广泛的双孢蘑菇（Agaricus bisporus） As2796为研究对象,调查了双孢蘑菇子实体中铅、镉的污染状况,分析了污染来源,研究了重金属对菌丝及相关酶类的影响,探讨了双孢蘑菇菌丝对铅、镉的吸附特性,研究了双孢蘑菇子实体中有害重金属铅、镉的分布累积规律,进行了子实体中铅、镉的形态分析,初步揭示双孢蘑菇吸附重金属的机理。对湖北省51份双孢蘑菇子实体样品检测结果表明,铅、镉的背景值含量分别为0.636 mg/kg和0.127 mg/kg,样品中铅含量的范围为0.087 mg/kg～2.40 mg/kg,镉含量的范围为0.038 mg/kg～0.301 mg/kg。对双孢蘑菇两种栽培模式下29份系列样品（子实体、培养料、覆土）相关性分析表明,子实体中铅来源于覆土而与培养料无关,而覆土和培养料中的镉含量均影响子实体中的镉含量。随着平皿培养基中铅、镉浓度的增加,菌丝的生长速度和产量出现不同程度的抑制作用；在铅、镉的胁迫下,菌丝体中SOD、POD和CAT 3种保护酶活性均呈现“低促高抑”的特征,并且3种酶活性两两之间均呈显著正相关,彼此间具有协同作用。随着溶液中Pb（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）的初始浓度上升,双孢蘑菇菌丝体的吸附量呈“S”形曲线变化,菌丝对Pb（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）的最大吸附量分别为45.19 mg/g和46.49 mg/g；菌丝对Pb（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）吸附的最适pH分别为4.0和6.0,最适振荡速度分别为100r/mmin和50 r/mmin,最适温度分别为30℃-35℃和25℃。菌丝对Pb（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）的吸附可以分成2个阶段,第一阶段Pb（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）在菌丝体表面较快地结合,第二阶段Pb（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）缓慢地被菌丝体吸附转移至内部。子实体对铅的富集能力小于对镉的富集能力。参照我国农业行业标准NY5095-2006的限量规定,铅<2.0 mg/kg,镉<0.2 mg/kg,初步分析出培养料中铅、镉含量的临界值分别为56.8 mg/kg和1.41 mg/kg。在无污染条件下,菌柄中铅、镉的含量显著低于菌盖和菌褶。在污染条件下,菌柄中铅含量显著高于菌盖和菌褶,而镉的含量仍然显著低于菌盖和菌褶。子实体中铅吸收与锰的吸收呈极显著正相关（P<0.01）,镉的吸收和铜的吸收呈极显著正相关（P<0.01）。子实体中铅多以活性较低的醋酸可提取态（FHAc）为主,其次是盐酸可提取态（FHCl）和氯化钠可提取态（FNaCl）,其他的提取态均较低；子实体中镉多以氯化钠可提取态（FNacl）为主,其次是醋酸提取态（FHAc）,其他的提取态含量均较低。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 双孢蘑菇概述
• 1.2 重金属污染现状
• 1.3 食用菌栽培中重金属污染源分析
• 1.4 食用菌对重金属的吸收累积规律的研究
• 1.5 重金属对食用菌生长发育及相关酶类的影响
• 1.6 生物吸附重金属的机理及影响重金属吸附的因素
• 1.7 本研究的目的和意义
• 第二章 双孢蘑菇子实体中铅、镉含量及污染来源分析
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 试验材料
• 2.1.2 主要仪器和试剂
• 2.1.3 双孢蘑菇重金属含量调查
• 2.1.4 重金属铅、镉含量的测定
• 2.1.5 数据统计分析
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 子实体中铅、镉含量检测结果
• 2.2.2 子实体中铅、镉来源的相关性分析
• 2.3 讨论
• 第三章 铅、镉对菌丝体生长及抗氧化酶活性的影响
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 试验材料
• 3.1.2 主要仪器与试剂
• 3.1.3 重金属盐溶液的制备及菌丝体培养
• 3.1.4 菌丝生长速度测定
• 3.1.5 摇瓶菌丝培养
• 3.1.6 酶活力的测定
• 3.1.7 重金属含量检测方法
• 3.1.8 数据分析
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 重金属铅、镉对菌丝生长的影响
• 3.2.2 摇瓶培养中菌丝体对铅、镉的富集
• 3.2.3 铅、镉对菌丝体鲜重和丙二醛的影响
• 3.2.4 铅、镉对菌丝体中抗氧化酶类的影响
• 3.4 讨论
• 第四章 影响菌丝体对Pb（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）吸附的外部因素分析
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 试验材料
• 4.1.2 主要仪器和试剂
• 4.1.3 菌丝培养
• 4.1.4 Pb（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）溶液的制备
• 4.1.5 外部因素对菌丝吸附Pb（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）的影响
• 4.1.6 Pb（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）含量的测定
• 4.1.7 菌体吸附量计算
• 4.1.8 菌丝回收
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 pH值对菌丝Pb（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）吸附量的影响
• 4.2.2 吸附时间对菌丝Pb（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）吸附量的影响
• 4.2.3 温度对菌丝Pb（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）吸附量的影响
• 4.2.4 振荡速度对菌丝Pb（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）吸附量的影响
• 4.2.5 Pb（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）初始浓度对菌丝吸附量的影响
• 4.3 讨论
• 第五章 双孢蘑菇对铅、镉的吸收富集方程
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 试验材料
• 5.1.2 主要仪器和试剂
• 5.1.3 培养料中铅、镉添加浓度及栽培条件
• 5.1.4 样品分析
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 培养基中铅的吸收富集方程及临界含量值
• 5.2.2 培养基中镉的吸收富集方程及临界含量值
• 5.3 讨论
• 第六章 子实体中铅、镉的分布与形态分析
• 6.1 材料与方法
• 6 .1.1试验材料
• 6.1.2 试剂和仪器
• 6.1.3 样品分析
• 6.1.4 重金属形态分析
• 6.2 结果与分析
• 6.2.1 在无人为污染条件下子实体中铅、镉的分布特点
• 6.2.2 在污染条件下子实体中铅、镉的分布特点
• 6.2.3 铅的吸收及与其它金属元素吸收的关联
• 6.2.4 镉的吸收及与其它金属元素吸收的关联
• 6.2.5 重金属铅的形态分析
• 6.2.6 重金属镉的形态分析
• 6.3 讨论
• 第七章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢