摘 要：以‘天塔五號’玉米為試驗(yàn)材料，采用室內(nèi)栽培盒培養(yǎng)方法，探討解磷菌PW-512對玉米苗期防御酶活性的影響。結(jié)果表明：解磷菌PW-512處理的玉米苗期葉片可溶性蛋白含量比對照及同等劑量滅菌處理的菌劑含量高，且隨著解磷菌PW-512劑量的增加而增加；與同等劑量的滅菌處理的解磷菌PW-512菌劑相比，解磷菌PW-512菌劑可以有效地提高玉米苗期SOD、POD及CAT活性，同時(shí)證明，在試驗(yàn)范圍內(nèi)，解磷菌PW-512菌劑劑量越大，其促進(jìn)效果越好。

關(guān)鍵詞：玉米苗期；解磷菌；保護(hù)酶

中圖分類號：S513 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.05.005

促進(jìn)植物生長的根際微生物（PGPR），是指根際的微生物通過向植物提供營養(yǎng)，合成分泌植物激素，防治植物病害等方式促進(jìn)植物生長[1]。解磷微生物就屬于一類典型的PGPR，它可以將土壤中難以被植物吸收利用的磷素轉(zhuǎn)化為可以被植物吸收利用的形態(tài)，向植物提供磷素，促進(jìn)植物生長。其中的一些解磷微生物還具有合成植物激素的能力，如生長素、赤霉素等，從而起到調(diào)控植物生長的作用。

目前，關(guān)于玉米保護(hù)酶活性的研究大多是關(guān)于逆境條件下的[2-9]，關(guān)于施肥對玉米保護(hù)酶活性影響的報(bào)道較少，而施入微生物肥料對玉米保護(hù)酶活性的研究更少。本試驗(yàn)從接入不同劑量的解磷菌PW-512菌劑對玉米苗期生理特性及葉片保護(hù)酶活性方面進(jìn)行探討，探究解磷菌PW-512和玉米在相互作用的過程中對玉米苗期防御反應(yīng)的影響，為玉米苗期的施肥以及解磷菌PW-512作為微生物磷肥提供更為充分的理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 供試菌株 供試菌種為保存于天津師范大學(xué)微生物實(shí)驗(yàn)室的解磷菌PW-512。前期試驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)，該菌種具有解磷功能。

1.1.2 供試植物 天塔五號玉米，該玉米種子購于天津市津潤種業(yè)有限公司。

1.1.3 供試培養(yǎng)基 牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基：牛肉膏0.3%，蛋白胨1%，氯化鈉0.5%，pH值 7.0～7.2。

1.1.4 供試土壤 采自天津師范大學(xué)生物科技園，土壤類型為輕壤質(zhì)鹽化潮土，pH值7.6，含有機(jī)質(zhì)18.22%，全氮940 mg·kg-1，速效磷18.3 mg·kg-1，速效鉀106 mg·kg-1。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 玉米種子萌發(fā) 選取顆粒飽滿、大小均一的玉米種子洗凈，清水浸種24 h，置于瓷盤中于28 ℃恒溫培養(yǎng)箱中萌發(fā)，篩選出芽一致的種子移至水培槽培養(yǎng)至剛長出第一片真葉，篩選生長健壯且長勢一致的幼苗，每個(gè)栽培盒5株，移植栽培前均剝?nèi)ヅ呷椤?/p>

1.2.2 菌株的培養(yǎng) 無菌操作條件下將解磷菌菌株接種于牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基中，在溫度為37 ℃、轉(zhuǎn)速為140 r·min-1的搖床中振蕩培養(yǎng)39 h，經(jīng)測定菌數(shù)為1 012 cfu·mL-1以上，4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.3 試驗(yàn)處理 采用自制栽培盒種植。土壤過篩，篩孔直徑為2 mm，80 ℃烘干過夜后備用。每個(gè)栽培盒裝350 g土壤，分為上下兩層，上層150 g，下層200 g，下層拌入不同劑量的解磷菌劑。試驗(yàn)設(shè)7個(gè)處理，各處理分別為：CK（空白對照）；1M、10M、30M（分別加入1，10，30 mL滅菌的解磷菌劑）；1J、10J、30J（分別加入1，10，30 mL滅菌的解磷菌劑）。重復(fù)3次。整個(gè)試驗(yàn)期間不施肥，管理與日常相同。玉米長至四葉期后收獲取樣。

1.2.4 測定指標(biāo)與方法 蛋白質(zhì)含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測定[10]；超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮藍(lán)四唑（NBT）法測定，以抑制NBT光化還原50%為一個(gè)酶活性單位[11]；過氧化物酶（POD）活性采用愈創(chuàng)木酚法測定，以每min內(nèi)變化0.01為1個(gè)過氧化物酶活性單位[7]；過氧化氫酶（CAT）活性采用紫外吸收法測定，以1 min內(nèi)A240減少0.1的酶量為1個(gè)酶活單位（U）[12]。

1.2.5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理 使用SPSS17.0對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，單因素方差分析（ANOVA）采用Duncan法，以P<0.05作為差異顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義界限。使用Microsoft Excel 2003 對所得數(shù)據(jù)作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 解磷菌PW-512菌劑對玉米苗期葉片可溶性蛋白含量的影響

可溶性蛋白是細(xì)胞基質(zhì)主要組成成分，在細(xì)胞生理代謝過程中有重要的催化功能。因而可溶性蛋白的多少，在一定程度上能夠反映植物內(nèi)部代謝的活躍程度[13]。為了解解磷菌PW-512對玉米苗期葉片可溶性蛋白含量的影響，取葉片進(jìn)行測定，結(jié)果見圖1。

由圖1可以看出，解磷菌PW-512菌劑對玉米苗期葉片可溶性蛋白含量的增加具有促進(jìn)作用。其中，30J處理組的接種效應(yīng)最佳，其葉片可溶性蛋白含量為1.31 mg·g-1，分別較CK高了96.72%，差異顯著。同時(shí)，各劑量解磷菌菌劑處理下的葉片可溶性蛋白含量均比對應(yīng)劑量菌劑滅菌處理的偏高。結(jié)果表明，接種解磷菌PW-512菌劑有利于提高玉米苗期葉片可溶性蛋白含量。

2.2 解磷菌PW-512菌劑對玉米苗期葉片保護(hù)酶活性的影響

2.2.1 對玉米苗期葉片超氧化物歧化酶活性的影響 SOD（超氧化物歧化酶） 在活性氧代謝中處于重要地位，可以防止超氧自由基對生物膜系統(tǒng)的氧化，對細(xì)胞的抗氧化、衰老具有重要意義，植物細(xì)胞中SOD活性高低是植物細(xì)胞自身抗衰老能力強(qiáng)弱的重要標(biāo)志[14]。

不同劑量解磷菌PW-512菌劑對玉米苗期葉片超氧化物歧化酶活性的影響如圖2所示。

從圖2可以看出，接種解磷菌PW-512菌劑能顯著地提高玉米苗期葉片超氧化物歧化酶活性。其中30J處理組的SOD活性最強(qiáng)，分別為CK、30M的1.93倍、1.37倍，且差異顯著；各劑量解磷菌菌劑處理下的葉片超氧化物歧化酶活性均比對應(yīng)劑量菌劑滅菌處理的活性強(qiáng)。說明解磷菌PW-512菌劑可以提高玉米苗期葉片超氧化物歧化酶的活性，減緩細(xì)胞衰老。

2.2.2 對玉米苗期葉片過氧化物酶活性的影響 過氧化物酶（POD）是植物體內(nèi)擔(dān)負(fù)清除H2O2的主要酶類之一，POD能催化H2O2分解成H2O和O2。它既參與葉綠素的降解和活性氧的產(chǎn)生[15-16]，同時(shí)又是細(xì)胞防御活性氧毒害的酶系統(tǒng)成員之一。一般認(rèn)為，POD活性升高是植物抗性的表現(xiàn)形式[17]。

不同劑量解磷菌PW-512菌劑對玉米苗期葉片過氧化物酶活性的影響如圖3所示。

從圖3可以看出，與CK相比，各處理組的POD活性逐漸增強(qiáng)，其中30J處理組的POD活性最強(qiáng)，分別為CK、30M的1.84倍、1.27倍，且差異顯著（P<0.05）；10J 處理組的次之，分別為CK、10M的1.55倍、1.22倍，且差異顯著（均為P<0.05）。說明解磷菌PW-512菌劑可以提高玉米苗期葉片過氧化物酶活性，清除體內(nèi)H2O2，提高植物抗性。

2.2.3 對玉米苗期葉片過氧化氫酶活性的影響 過氧化氫酶（CAT）能清除細(xì)胞內(nèi)過多的H2O2，是生物體內(nèi)極為重要的保護(hù)酶之一，它能使H2O2含量維持在較低水平，從而保護(hù)膜的結(jié)構(gòu)。

不同劑量解磷菌PW-512菌劑對玉米苗期葉片過氧化氫酶活性的影響如圖4所示。

從圖4中可以看出，隨著解磷菌PW-512菌劑劑量的增加，葉片過氧化氫酶活性逐漸增加，其中30J 處理組的CAT活性最強(qiáng)，分別為CK、30M的1.48倍、1.09倍，而且各劑量解磷菌菌劑處理下的葉片過氧化氫酶活性均比對應(yīng)劑量菌劑滅菌處理的活性強(qiáng)。說明解磷菌PW-512菌劑可以提高玉米苗期葉片過氧化氫酶活性，使植物體內(nèi)的H2O2含量維持在一個(gè)較低的水平，利于膜結(jié)構(gòu)的保護(hù)。

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)針對不同劑量解磷菌PW-512菌劑對玉米苗期防御酶活性的影響進(jìn)行了初步研究。結(jié)果表明，解磷菌PW-512菌劑能提高玉米苗期植株的防御酶活性，主要表現(xiàn)為可溶性蛋白含量增加，SOD、POD、CAT活性顯著增強(qiáng)。

在植物體內(nèi)代謝過程中，可溶性蛋白含量的變化可以反映細(xì)胞內(nèi)蛋白合成、變性和降解等方面的信息[18]。接種解磷菌PW-512菌劑能夠增加葉片蛋白質(zhì)含量，增加細(xì)胞滲透濃度和功能蛋白的數(shù)量，有助于維持細(xì)胞正常代謝。

細(xì)胞在代謝過程中會產(chǎn)生一些有毒的物質(zhì)，對自身造成傷害，接種解磷菌PW-512菌劑可以提高植物體內(nèi)保護(hù)酶活性，防止葉片早衰，提高植株抗性和適應(yīng)能力，即解磷菌PW-512菌劑能夠誘導(dǎo)植物產(chǎn)生“類似的”防御反應(yīng)。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，解磷菌劑的接入不僅可以促進(jìn)玉米苗期植株的生長發(fā)育，還可以誘導(dǎo)其產(chǎn)生“類似的”防御反應(yīng)，提高植株的抗逆性，為玉米苗期植株的生長創(chuàng)造良好的生長環(huán)境，這將為以后的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，對發(fā)展綠色無公害農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)具有非常重要的意義，在實(shí)際生產(chǎn)中有較大的應(yīng)用潛力。

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