金属矿区植物内生菌资源研究进展

台喜生，杨蕊琪，常国华，高天鹏，陈映全

1． 兰州城市学院 地理与环境工程学院，甘肃 兰州 730070； 2． 甘肃省矿区污染治理与生态修复工程研究中心，甘肃 兰州 730070； 3． 西安文理学院 生物与环境工程学院，陕西 西安 710065

植物内生菌是指其生活史的一定阶段生活在活体植物组织内，又不引起植物明显病害的微生物，是一类重要的微生物资源，近年来成为微生物资源研究的热点之一[1]。已有研究表明，植物内生菌能促进植物生长，提高植物抗逆性，增强植物重金属耐性[2-5]。植物内生菌通过溶磷、活化重金属、产吲哚乙酸(Indole-3-acetic acid，IAA)、产嗜铁素、分解乙烯合成前体1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-am-inocyclopropane-1-carboxylic acid，ACC)，以及传递营养物质等作用，提升植物修复重金属污染的作用[6-8]。从宿主植物中分离内生菌，回接宿主植物，能促进其生长，增强其对重金属等污染物的富集能力[9]。关于植物内生菌研究进展的综述性报道已有很多，内容涵盖内生菌的物种多样性、宿主多样性、作物促生、生物防治、生理活性物质的医疗开发应用等方面[10-15]。本文将针对矿区环境污染生物修复中植物及其内生菌的相互作用展开综述和讨论，归纳该研究领域目前存在的不足，进一步提出具有研究价值的关注点。

1 矿区植物内生菌物种多样性及群落组成

1.1 内生细菌

矿区植物体内广泛分布着内生细菌、内生放线菌和内生真菌。刘军生等[16]对秦岭铅锌尾矿区内优势植物杠柳和草木樨的内生细菌进行了分离，筛选出具有较高镉抗性的11株内生细菌，进行了16S rDNA序列分析，经鉴定均为芽孢杆菌(Bacillussp.)。王义聪[3]以云南省澜沧县募乃铅锌矿区矿渣堆中自然生长的三种优势植物蒙自桤木、紫茎泽兰和荩草为研究对象，对其根内生细菌的多样性进行了调查，研究发现蒙自桤木与紫茎泽兰混合群落中蒙自桤木的克隆文库香农多样性指数(Shannon index)为4.85，其中占比大于3%的属有Bradyrhizobium(11.38%)，Methylibium(6.88%)，Niastella(3.17%)和Actinoplanes(3.17%)，变形菌门为优势菌门，放线菌门次之；混合群落中紫茎泽兰的克隆文库Shannon指数为3.82，优势属为CandidatusPhytoplasma(31.44%)和Sphingomonas(5.94%)，变形菌门为优势菌门，柔膜菌门次之；紫茎泽兰单优群落的克隆文库Shannon指数为3.63，优势属为CandidatusPhytoplasma(39.74%)，柔膜菌门为优势菌门，变形菌门次之；荩草单优群落的克隆文库Shannon指数为4.98，其中占比大于3%的属有Rhizobium(5.90%)，Niastella(5.64%)和CandidatusPhytoplasma(3.08%)，变形菌门为优势菌门，绿弯菌门次之。刘莉华[2]从镉超富集植物龙葵体内分离得到5株内生细菌，分别为芽孢杆菌属(Bacillussp.)细菌，肠杆菌属(Enterobactersp.)细菌，巨大芽孢杆菌(Bacillusmegaterium)，克雷伯氏菌属细菌Klebsiellatrevisan和贪噬菌属细菌Variovoraxparadoxus。陈亮[17]对重金属污染条件下超累积植物龙葵内生细菌群落多样性进行了解析，发现龙葵内生细菌群落多样性丰富，其中占绝对优势地位的类群为变形菌门(Proteobacteria，61.93%)，其次为放线菌门(Actinobacteria，18.78%)，拟杆菌门(Bacteroidetes，12.18%)和厚壁菌门(Firmicutes，2.03%)，以及未被分类细菌(Unclassified bacteria，5.08%)，优势菌属为鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonassp.)和假单胞菌属(Pseudomonassp.)，在克隆文库中的占比分别为24.37%和12.18%。在此研究中，也分离筛选出具有多种重金属抗性的纯培养内生细菌30株，通过16S rDNA序列鉴定，主要为微杆菌属(Microbacteriumsp.)，芽孢杆菌属(Bacillussp.)，节杆菌属(Arthrobactersp.)，黄杆菌属(Flavobacteriumsp.)，金黄杆菌属(Chryseobacteriumsp.)，土壤农杆菌属(Agrobacteriumsp.)，鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonassp.)，假单胞菌属(Pseudomonassp.)，沙雷氏菌属(Serratiasp.)以及短杆菌属(Curtobacteriumsp.)的细菌。柳若霖[6]从金昌镍铜矿区6种植物中分离得到44株内生菌，多为植物内生菌的常见属，其中大部分归于假单胞菌属(Pseudomonassp.，占比22.5%)，芽孢杆菌属(Bacillussp.，占比20%)及细小杆菌属(Microbacteriumsp.，占比15%)，并且首次分离了Sphingbacteriumsp.属的内生菌，首次从高寒干旱地区分离出Sinomicrobiumsp.属的内生菌，前人仅从热带植物中分离得到过Sinomicrobiumsp.属的内生菌。陈诚[18]研究发现，攀枝花矿区植物内生细菌群落结构丰富，包括苍白杆菌属(Ochrobactrumsp.)，藤黄色杆菌属(Luteibactersp.)，假单胞菌属(Pseudomonassp.)，芽单胞菌属(Gemmatimonadetessp.)，肠杆菌属(Pantoeasp.)，栖热菌属(Thermussp.)，丙酸菌属(Propionibacteriumsp.)，红球菌属(Rhodococcussp.)等。

1.2 内生放线菌

郑有坤等[19]采用变性梯度凝胶电泳(Denaturing gradient gel electrophoresis，DGGE)技术及序列分析对四川汉源铅锌矿区蜈蚣草内生放线菌的多样性进行了研究，发现铅锌矿区蜈蚣草内生放线菌存在丰富的多样性。DGGE条带序列系统发育分析显示，链霉菌属(Streptomycessp.)，假诺卡氏菌属(Pseudonocardiasp.)，小单孢菌属(Micromonosporasp.)和Xianggellasp.为蜈蚣草内生放线菌的优势菌属；拟诺卡氏菌属(Nocardiopsissp.)，小双孢菌属(Microbisporasp.)，马杜拉放线菌(Actinomadurasp.)，弗兰克氏菌属(Frankiasp.)的放线菌，以及一些未培养放线菌也在蜈蚣草体内存在。攀枝花矿区植物内生放线菌包含链霉菌属(Streptomycessp.)，诺卡氏菌属(Nocardiasp.)，假诺卡氏菌属(Pseudonocardiasp.)的放线菌，以及不可培养放线菌(Uncultured actinobacterium)。链霉菌属的内生放线菌种类各异，不可培养放线菌类群之间有一定差异，攀枝花矿区植物具有可待挖掘的内生放线菌资源[18]。

1.3 内生真菌

张春燕[21]以采自南京栖霞铅锌矿区的新鲜构树根、茎和叶为研究对象，通过组织分离法，共分离纯化了47株内生真菌。构树叶的内生真菌分离率达到0.91，构树内生真菌具有丰富的生物多样性，是潜在的内生真菌资源库；对分离获得的47株内生真菌及前期已获得的48株内生真菌进行重金属锌(Zn)、铅(Pb)和铜(Cu)的耐受性研究，发现其中5株菌对重金属的耐受性较好，在Zn浓度为200 mmol/L时仍能生长，它们分别为Apiosporamontagnei，Arthriniumphaeospermum，Aspergillussp.，Stagonosporopsiscucurbitacearum和Eyronellaeaaustralis。郑有坤等[22]采用传统组织块培养法对四川汉源铅锌矿区6种常见植物香根草、五节芒、蜈蚣草、一年蓬、星毛角柱花和曼陀罗进行内生真菌分离，根据菌落形态特征筛选了27株代表菌株。采用随机扩增多态性DNA(Random amplified polymorphic DNA，RAPD)指纹图谱分析技术进行了遗传多样性分析，并在RAPD分析的基础上测定了8株代表菌株的rDNA-ITS序列。系统发育分析发现，8个代表菌株分别属于镰刀菌属(Fusariumsp.)，青霉属(Penicilliumsp.)，座囊菌纲(Dothideomycetes)，小不整球壳属(Plectosphaerellasp.)，漆斑菌属(Myrotheciumsp.)，格孢腔菌属(Pleosporalessp.)，链格孢属(Alternariasp.)和拟盘多毛孢属(Pestalotiopsissp.)8个系统发育分支，说明铅锌矿区植物内生真菌具有一定的多样性。钱旭等[23]以江西龙南钾矿区常见蕨类植物芒萁、狗脊、禾秆蹄盖蕨、海金沙、华中铁角蕨、井栏边草和乌蕨等植物为材料，采用组织分离、形态学鉴定等方法，对其内生真菌多样性进行了调查。从7种植物中共分离获得377株内生真菌，经鉴定377个菌株隶属于链格孢属、曲霉属、枝孢菌属和轮枝孢属等25个属。陈诚[18]研究发现攀枝花矿区植物内生真菌种类丰富，包括茎点霉属(Phomasp.)，派伦属(Peyronellaeasp.)，链格孢属(Alternariasp.)，Chaunopycnissp.，镰刀菌属(Fusariumsp.)，枝孢属(Cladosporiumsp.)，短柄霉属(Aureobasidiumsp.)，曲霉属(Aspergillussp.)和柄锈菌属(Pucciniasp.)等[18]。

1.4 深色有隔内生真菌

深色有隔内生真菌(Dark septate endophytes，DSE)是一类定殖于植物根部的小型真菌，它们广泛分布于各种生态系统中，特别是在受胁迫的寒旱环境中[24]。DSE与宿主植物的关系正如丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi，AMF)与其宿主植物一样，是一种共生关系。DSE主要促进植物对磷的吸收，能提高植物形成丛枝菌根的比例，并促进新根的发生，进而促进植物对有机或无机态氮的吸收，在植物吸收矿质营养和水分方面具有重要作用[25]。云南大学赵之伟教授团队对云南铅锌矿区植物根内DSE给予了很高的关注度，获得了较多的研究成果。梁昌聪等[25]对云南省会泽县者海镇废弃铅锌矿区的17科21种植物的DSE进行了调查，在13种植物的根内发现了DSE，占调查植物的62%。康宇[26]对云南澜沧县竹塘乡募乃老厂铅锌矿尾矿地的19科24种植物DSE定殖的情况进行了调查，发现其中17种植物的根内有DSE定殖，占调查植物的70.83%；紫茎泽兰是该矿区的优势植物，普遍地被DSE定殖，自然感染率达了30.62%，属于中高度感染。张杰[20]对云南澜沧暮乃矿区的19科24种植物和个旧矿区的25科30种植物根内DSE调查发现，两个矿区植物DSE的定殖率分别是70.83%和90.00%，其中优势植物全部被DSE定殖。上述三项研究均表明即使是重金属污染胁迫的区域，DSE依然广泛分布。张杰[20]从云南暮乃矿区12科14种110个植物样本中分离得到40株DSE，从云南个旧矿区18科23种108个植物样本根内分离得到55株DSE，结合形态学和分子生物学的方法对分离获得的菌株进行鉴定，大部分菌株属于子囊菌(Ascomycetes)，包括Phomasp.，Schizotheciumsp.，Exophialasp.，Lophiostomasp.，Thysanoreasp.，Cladophialophorasp.，Phialophorasp.，Phialocephalasp.，Leptodontidiumsp.，Leohumicolasp.，Pleosporalessp.和Pyrenochaetasp.。其中，枝孢霉属(Cladosporiumsp.)是定殖于云南暮乃矿区植物根内的优势DSE，而云南个旧矿区DSE的优势菌属是Leptodontidiumsp.。崔洪亮[24]对云南募乃铅锌矿区内自然生长的蒙自桤木根内DSE定殖情况进行了调查，从蒙自桤木根内分离得到了一批DSE菌株。采用分子生物学手段对这些菌株进行了初步鉴定，其中大部分菌株属于子囊菌(Ascomycetes)，包括Cladosporiumsp.，Exophialasp.，Cladophialophorasp.，Phialophorasp.，Leptodontidiumsp.和Paraphomasp.，此外还有一些菌株分类地位尚不明确；在已经鉴定到属的菌株中，优势属为Phialophorasp.。张燕[27]对云南兰坪-会泽铅锌矿区特殊生境中植物根内的DSE定殖情况进行了调查，发现DSE普遍定殖于该区域植物根内；对分离菌株的分子生物学鉴定表明，分离自会泽矿区植物根内的菌株以Exophilasp.和Phialophorasp.为主，兰坪矿区植物根内的DSE则以Phialophorasp.和Lophiostomasp.为主；这两个区域植物根内DSE的优势类群区别于西双版纳热带雨林植物根内DSE的优势类群(Colletotrichumsp.，Ochroconissp.和Phomasp.)；DSE重金属抗性研究表明大部分菌株对Pb、Zn和镉(Cd)都具有一定的抗性，也不乏高抗菌株，为从重金属污染区的DSE中发掘抗性基因提供了菌种资源。蔚杰等[28]从河北峰峰矿区冬青和构树根内分离鉴定了8种DSE，Acrocalymmavagum，Scytalidiumlignicola，Nothophomaquercina，Cochlioboluslunatus，Fusariumacuminatum，Neonectriaradicicola，Pyrenochaetopsisindica和Pleosporalessp.，优势种为Acrocalymmavagum，Scytalidiumlignicola和Fusariumacuminatum，分离频率分别达到37.6%，17.43%和11.93%。

由表1金属矿区植物内生菌群落组成比较可知，金属矿区植物内生菌群落组成随植物种类、矿区生境及重金属污染类型的变化而差异明显。内生细菌定殖率较高者为变形菌门(Proteobacteria)细菌，主要有芽孢杆菌(Bacillussp.)和假单胞菌(Pseudomonassp.)；内生放线菌的主要类群为链霉菌(Streptomycessp.)；内生真菌中链格孢属(Alternariasp.)和曲霉属(Aspergillussp.)分布较广；DSE定殖率较高者为子囊菌门(Ascomycetes)真菌，其中瓶霉属(Phialophorasp.)分布较广。

2 矿区植物内生菌生态分布规律

樊妙春[29]分析了铅锌矿区豆科植物刺槐与其根围、根际、根内和根瘤中微生物之间的相互作用，发现在重金属污染土壤中，微生物群落结构主要取决于其所处生态位，来自根际土壤、根内和根瘤的微生物类群会明显的聚类。主成分分析显示，生态位对微生物群落结构的影响有最大权重，污染程度的权重则较小；与根内和根瘤中的微生物相比，污染程度对根际和根周土壤的微生物群落结构影响更大；

表1 金属矿区植物内生菌群落组成比较Table 1 Comparison of community composition of endophytes in metal mining areas

刺槐根内和根瘤中微生物的定殖是一个生态位选择的过程，植物可以选择具有特定功能的微生物来占据根和根瘤的生态位，如根瘤中以固氮能力为主而根内则有多种代谢功能，并且这两个生态位对微生物的选择过程是相对独立的。而陈亮[17]通过对龙葵根和茎中内生细菌克隆子序列进行系统发育分析比较，发现龙葵根和茎中的内生细菌种类存在差异，认为不同的内生细菌通过自身定殖能力主动占据不同的生态位。因此，植物与其内生菌之间的相互选择理论存在主动和被动关系的差异，一种观点认为植物基于功能需求主动选择内生菌，而另一种观点认为内生菌通过竞争主动选择植物体内的生态位。也有研究认为群落中不同植物之间对内生细菌的类群也有影响。王义聪[3]研究发现变形菌门在铅锌矿区矿渣堆单优群落的紫茎泽兰根内并非最优势类群，而紫茎泽兰与蒙自桤木混生之后，变形菌门成为最优势类群，可能是由于蒙自桤木与紫茎泽兰相互影响所导致的。

研究普遍发现重金属胁迫导致植物内生菌的多样性下降。陈诚[18]调查了攀枝花矿区四种常见植物牛筋草、紫茎泽兰、剑麻和花蔓草内生菌的物种多样性，其中内生细菌多样性受Cu、Zn、砷(As)和镍(Ni)的负向影响，内生真菌多样性受Ni和Cd的负向影响，内生放线菌多样性受铬(Cr)、Cu、Cd、As和Ni的负向影响。郑有坤等[19]研究发现铅锌矿区重金属的累积影响了蜈蚣草内生放线菌的分布，蜈蚣草内生放线菌多样性指数与Cu、Cd和Pb的含量之间存在显著负相关。但是也有研究发现重金属胁迫的增加导致植物内生菌多样性增加[6]。陈亮[17]研究发现不同重金属污染水平会导致龙葵体内呈现不同的内生细菌群落结构和组成，随着重金属污染程度的加剧会使有的物种消失，但也会使一些有重金属耐性的菌群呈现增加趋势。

重金属胁迫之外的环境因子对植物与内生菌相互关系的影响较为复杂。海金沙分布在不同钾矿区，其内生真菌出现频率存在差异，各矿区内生真菌群落之间的相似性低；钾矿区海金沙内生真菌出现频率高于非钾矿区；形成内生真菌分布差异性与不同地理位置、气候因素、土壤理化性质和宿主植物组织的生理状况以及化学组成变化等密切相关[30]。张杰[20]发现不同样地分离的DSE的种类分布不同，这可能跟每个地区的植物种类分布不同有关，也可能受土壤重金属含量及其他理化性质的影响。崔洪亮[24]从蒙自桤木根内分离得到了153株内生真菌，分离自重金属严重污染区域和轻度污染区域的DSE菌株中都存在Cd高抗和敏感菌株，但来自重度污染区的DSE菌株Cd抗性普遍高于轻度污染区的菌株。蔚杰等[28]研究了河北峰峰矿区DSE定殖及其群落组成，发现冬青和构树根系均能被DSE高度侵染，形成典型深色有隔菌丝和微菌核结构。微菌核定殖率与土壤速效氮显著负相关，菌丝定殖率与土壤全磷显著正相关；总定殖率与土壤全磷显著正相关，与重金属Zn显著负相关；定殖强度与土壤有机质显著负相关，与土壤全磷显著正相关；同一植物不同样地DSE群落组成差异显著(P< 0.05)。

3 矿区植物与内生菌互作机理研究

内生菌与矿区植物相互作用的过程中，对植物的积极影响主要有促进植物生长，改善植物生长环境，提高植物对胁迫的耐受性，提高植物在生境的竞争优势等方面。刘军生等[16]从秦岭铅锌尾矿区内优势植物杠柳和草木樨的内生细菌中筛选出具有较高镉抗性的11株内生细菌，均具有铁载体活性和ACC脱氨酶活性，其中7株内生细菌有IAA活性。柳若霖[6]从金昌镍铜矿区6种植物体内分离得到44株内生菌，筛选出18株对Cu和Ni抗性较高的菌株并测定其促生特性。其中，具备溶磷能力的有13株，所有菌株均可产生IAA，能够代谢ACC的有3株，对Cu、Ni具有活化能力的各2株。IAA可以促进植物生长，铁载体可以螯合重金属改善植物生长环境，ACC脱氨酶可以减少重金属对植物的胁迫伤害而提高植物对胁迫的耐受性。陈亮[17]从生长于重金属矿区的超累积植物龙葵体内分离筛选出功能内生菌株。对龙葵幼苗的侵染实验发现，内生菌株的单个功能特性与龙葵幼苗生长参数之间并没有明显的相关性。但当某菌株同时具备多种功能特性时则对幼苗的生长发育具有显著的促进作用，包括产IAA和铁载体以及具有ACC脱氨酶能力、固氮和解磷能力；接种一株能同时产铁载体、产生表面活性剂和代谢产酸功能的内生细菌Lk9能够改善土壤中铁和磷等矿质营养元素的供应，提高土壤中重金属的生物可利用性，以及影响龙葵根系低分子量有机酸的分泌，显著增加了龙葵地上部生物量(提高了14%)和重金属的累积(Cd、Zn和Cu的累积量分别提高了46.6%，16.4%和16%)；在联合修复过程中Lk9和龙葵的相互作用影响了土壤微生物性质及功能，如提高了修复土壤的微生物量(如微生物量碳提高了39.2%)以及土壤酶活(如酸性磷酸酶活性提高了28.6%)，这对改善土壤肥力及其生态功能的恢复具有重要意义。

云南省澜沧县募乃铅锌矿区矿渣堆上自然生长的优势植物紫茎泽兰依靠在体内积累31.93%～40.39%当地病原细菌CandidatusPhytoplasma来提高自身在当地的竞争优势，而在同一生境自然生长的优势植物蒙自桤木根内(积累了1.32%)和荩草根内(积累了3.08%)却很少发现，成为入侵植物“积累当地病原微生物假说”的例证之一[3]。康宇[26]研究发现接种DSE可提高盆栽的铅锌矿区优势植物紫茎泽兰的超氧化物歧化酶(Superoxidedismutase，SOD)的活性，减小氧化损伤，从而增强其对Cd的抗性。DSE在植物根内定殖，有可能通过菌丝体对金属离子的固持作用缓解植物根围土壤微环境中超量金属离子对植物的毒害作用[31]。湛方栋[32]从重金属严重污染的云南会泽铅锌矿区自然生长的密序野古草根内分离得到DSE嗜鱼外瓶霉(ExophialapisciphilaACCC32496)，分析了E.pisciphila对Cd的富集特征和耐性机制，发现E.pisciphila对Cd的耐性机制包括胞外机制和胞内机制。胞外机制有三个方面，一是增加低分子量有机酸尤其是草酸的分泌；二是通过菌丝细胞壁上氨基、酰氨基、羧基、羟基和磷酰基等化学基团对Cd进行吸附；三是增加细胞壁上特殊组分黑色素的合成。胞内机制有两个方面，一是通过增强菌丝细胞内SOD、过氧化氢酶(Catalase，CAT)等抗氧化酶的活性，及增加谷胱甘肽(Glutathione，GSH)等巯基化合物的合成，以抑制Cd胁迫下超氧阴离子、丙二醛(Malondialdehyde，MDA)和H2O2含量显著增加造成的氧化损伤；二是提高菌丝中磷、硫、镁和钙等矿质元素的含量，提高E.pisciphila对Cd的耐受能力。通过胞外和胞内耐受、富集机制，DSE菌丝可以吸附、固定Cd，提高宿主植物耐受Cd的能力。

4 内生菌在矿区污染植物修复中的应用探索

早在2001年，马彦卿[33]就通过对比研究提出，向新种植的植物接种固氮菌、磷细菌、钾细菌和内生菌等微生物，可使失去微生物活性的复垦矿区土壤重新建立和恢复土壤微生物体系，加速复垦土地土壤的基质改良和植被重建。重建植被是解决金属尾矿废弃地环境问题的最佳选择之一[26]。植物的生物量决定了植物对重金属污染土壤的修复效率和修复效果[34]。大量关于内生菌与植物联合修复重金属污染的研究表明，内生菌不仅可以促进植物的生长发育，还可以帮助植物提取土壤中的重金属，进而修复重金属污染土壤[35]。刘莉华[2]从Cd超富集植物龙葵体内分离得到5株内生细菌N1、N2、N4、DE2和DE5，开展联合盆栽试验。在龙葵根际土壤分别接入Cd抗性内生菌N1、N2和N4，结果显示接入内生菌对Cd污染环境中龙葵的生长和Cd富集具有明显的促进作用，且混和菌株效果优于单菌株，差异显著。陈亮[17]将筛选的具有促生功能的内生菌再接种龙葵提高了其修复Cd污染土壤的效率，在缓解Cd胁迫增加龙葵生物量的同时也促进了龙葵对Cd的吸收。王璐[34]从苏丹草体内筛选到一株具有Cu抗性的内生促生细菌EnterobacteraerogenesK3-2，通过盆栽试验研究不同Cu污染水平下K3-2对苏丹草生长和富集Cu的影响。结果表明，K3-2能显著促进苏丹草的生长，活化土壤中的Cu，强化苏丹草对Cu的吸收。康宇[26]从云南澜沧县竹塘乡募乃老厂铅锌矿尾矿地自然生长的植物体内分离获得一株DSE H84-1，分子生物学技术鉴定为嗜鱼外瓶霉(Exophialapisciphila)，在纯培养条件下其对Cd表现出较高的耐性；在Cd胁迫下用H84-1接种盆栽紫茎泽兰，DSE能在紫茎泽兰根系上成功定殖，DSE的侵染程度随着Cd浓度的升高而增大；Cd污染对紫茎泽兰的生长产生负向影响，随基质中Cd浓度增加，紫茎泽兰生物量下降，接种DSE并不能改变这种趋势，而与对照相比，接种DSE能增加紫茎泽兰地上和地下部分生物量；无论接种与否，紫茎泽兰吸收Cd后主要在根部积累，而且随基质中Cd浓度的增加，紫茎泽兰地上和地下部分Cd浓度也随之增加。与对照相比，接种DSE增加了紫茎泽兰吸收Cd的趋势；接种DSE能够显著增强紫茎泽兰对Cd的富集能力，其富集系数是对照的两倍多。张杰[20]在不同浓度Cd胁迫下给玉米接种分离自重金属矿区的DSE菌株Cladosporiumsp. z113。z113表现出良好的接种效应，提高了玉米的生物量，并增强了其对重金属的耐性，把重金属固持在玉米根部从而减轻玉米植株受重金属毒害，降低了玉米对重金属的吸收。

此外，从矿区植物体内分离获得内生菌应用于作物促生的研究亦有报道。詹寿发等[36]从钾矿区优势蕨类植物芒萁内生真菌中筛选出具溶磷、解钾、分泌IAA功能的菌株泡盛曲霉(Aspergillusawamori)和黑曲霉(Aspergillusniger)，并采用回接及盆栽试验研究它们对玉米幼苗的促生作用，发现回接内生菌株能有效提高玉米植株体内叶绿素及磷和钾的含量，对玉米幼苗生长有明显的促进作用。刘军生等[16]从秦岭铅锌尾矿区内优势植物杠柳内生细菌中筛选出Cd去除率最高，IAA、铁载体和ACC脱氨酶活性最佳的菌株GR44，在小麦盆栽试验中能显著提高小麦幼苗的耐镉能力(P< 0.05)。任丽婷[35]从金昌镍铜矿区植物体内分离出的内生细菌N1(泛菌属)和W1(假单胞菌属)，以及两者的混合菌液，均可以促进重金属复合污染土壤中油葵的生长发育，提高油葵的重金属耐受性，强化油葵对重金属的富集及转运能力。

5 矿区植物内生菌研究结论

金属矿区植物内生菌群落组成随植物种类、矿区生境及重金属污染类型的变化而差异明显。内生细菌定殖率较高者为变形菌门(Proteobacteria)细菌，主要有芽孢杆菌(Bacillussp.)和假单胞菌(Pseudomonassp.)；内生放线菌的主要类群为链霉菌(Streptomycessp.)；内生真菌中链格孢属(Alternariasp.)和曲霉属(Aspergillussp.)分布较广；DSE定殖率较高者为子囊菌门(Ascomycetes)真菌，其中瓶霉属(Phialophorasp.)分布较广。研究发现重金属胁迫导致植物内生菌的多样性下降，重金属胁迫之外的环境因子对植物与内生菌相互关系的影响较为复杂。内生菌与矿区植物相互作用的过程中，对植物的积极影响主要有促进植物生长，改善植物生长环境，提高植物对胁迫的耐受性，提高植物在生境的竞争优势等方面。

6 矿区植物内生菌资源研究的不足及展望

相对于矿区植物内生真菌，内生细菌的研究相对较少，独立地对内生放线菌类群进行调查分析的最少。但是，内生细菌和内生放线菌与内生真菌一样，均具有潜在的植物促生和植物修复辅助价值，值得给予更多的关注。

从矿物植物体内分离内生菌株回接(反接或回殖)及盆栽试验研究较多，但真正应用于矿区植物修复的原位试验很少，尚未形成有效的技术手段和操作模式，是未来矿区植物内生菌研究和应用中有广阔前景的发展方向。

内生菌耐受功能基因、降解功能基因、转化污染物功能基因及促生功能基因的发掘，及其在植物体内的有效转化和在植物修复中的应用研究仍然很少，内生菌功能基因克隆及其转化植物有望成为矿区植物内生菌资源开发研究新的生长点。因为内生菌长期生活在植物体内，能够在植物体内稳定的生长和进行代谢活动，因此内生菌可以作为矿区植物细胞和分子水平改造，用于生物修复和生物防治等生物工程操作技术中外源基因的载体。

矿区及其自然生长的植物作为特殊生境和特殊宿主，蕴含的内生菌资源必然有特殊的生理生态功能、代谢途径和生理活性代谢产物，其在生物防治和药物开发方面的潜力还有待挖掘。