摘要:為研究從茅蒼術組培過程中分離出的解淀粉芽孢桿菌MCZ-2的促生作用,以韓研45-1黃瓜種子為試驗材料,以清水為對照(CK),用不同濃度MCZ-2菌懸液(1.88×109、1.88×108、1.88×107、1.88×106、0.94×106 CFU/mL,分別記作T1、T2、T3、T4、T5處理)對黃瓜種子進行浸泡、灌根處理,以明確不同濃度MCZ-2菌懸液對黃瓜種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和發(fā)芽勢及對幼苗形態(tài)指標、生理特性的影響。結果表明,(1)不同濃度MCZ-2菌懸液對黃瓜種子發(fā)芽率的影響不明顯,但與CK相比,T3、T4處理能夠顯著提高黃瓜種子的發(fā)芽勢,對發(fā)芽指數(shù)影響不明顯。(2)與CK相比,MCZ2菌懸液浸種可顯著提高黃瓜幼苗的莖粗、根體積、葉面積和鮮重;灌根7、14、21 d后,MCZ-2菌懸液能夠顯著提高黃瓜幼苗的莖粗、根體積、葉面積、鮮重,且T3、T4、T5處理對黃瓜幼苗莖粗、根體積、葉面積、鮮重、干重等指標的影響尤為明顯。(3)與CK相比,用MCZ-2菌懸液連續(xù)灌根可顯著降低黃瓜幼苗的丙二醛含量,提高CAT、POD、SOD活性;灌根后21 d,T3、T4、T5處理的可溶性糖含量、類胡蘿卜素含量明顯高于對照,T3、T5處理的葉綠素含量顯著高于對照,而T4處理的葉綠素含量與對照相比無顯著差異。綜上所述,解淀粉芽孢桿菌MCZ-2可以改善黃瓜幼苗的生理生化特征,進而促進幼苗生長,尤其是T4處理的促生效果最為明顯,可為培育黃瓜高效壯苗、提高黃瓜產(chǎn)量和品質提供理論依據(jù)。
關鍵詞:解淀粉芽孢桿菌;黃瓜;促進作用;幼苗生長;生理
中圖分類號:S182;S642.201" 文獻標志碼:A
文章編號:1002-1302(2024)19-0165-09
收稿日期:2023-10-24
基金項目:河南省高等學校重點科研項目(編號:21B210009);信陽農(nóng)林學院高水平科研孵化器建設項目(編號:FCL202101);信陽農(nóng)林學院校青年基金(編號:QN2021060);信陽農(nóng)林學院園藝植物資源與利用科技創(chuàng)新團隊項目(編號:XNKJTD-012)。
作者簡介:申 君(1985—),女,河南南陽人,博士,副教授,主要從事蔬菜栽培與病蟲害防治方面的研究。E-mail:shenjun996@163.com。
通信作者:劉松虎,碩士,副教授,主要從事蔬菜栽培方面的研究。E-mail:shliu2012@126.com。
黃瓜(Cucumis sativus L.)為葫蘆科黃瓜屬一年生草本植物。中國是黃瓜種植面積最廣、產(chǎn)量最多的國家,黃瓜的栽培量在我國逐年增加,2020年中國黃瓜總生產(chǎn)面積達到127萬hm2,總產(chǎn)量達到7 336萬t[1]。
隨著設施農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展,隨之而來也出現(xiàn)了各種問題,當設施栽培黃瓜的復種指數(shù)提高時,會加重褐斑病、細菌性角斑病、霜霉病、灰霉病等土傳病害的發(fā)病情況[2],其中枯萎病的發(fā)病率可達80%~90%,給設施栽培黃瓜帶來了一定困難。在實際生產(chǎn)中通常使用化學藥劑來進行病害防治,為了保持黃瓜的良好生長,通常會過量使用藥劑,一方面會導致農(nóng)藥殘留,給人們的健康造成危害;另一方面也會給土壤帶來一定負擔,會破壞土壤原有的生態(tài)環(huán)境,導致病原菌產(chǎn)生抗藥性。
近年來的大量研究發(fā)現(xiàn),內(nèi)生菌對植物生長具有促進作用,內(nèi)生菌可以寄宿在宿主植物上并與宿主植物形成互惠共生的關系,可以提高植物對逆境環(huán)境的抗性,促進植物的生長[3]。柴慶凱等研究解淀粉芽孢桿菌對黃瓜灰霉病病菌的生防效果,發(fā)現(xiàn)LJ02原液稀釋100倍后灌根施用的效果最好[4]。曹旭等研究發(fā)現(xiàn),解淀粉芽孢桿菌TF28可以抑制棚室黃瓜根際土壤鐮刀菌屬、核盤菌屬、腐霉菌屬等病原菌[5]。張蕊等研究發(fā)現(xiàn),不同濃度球毛殼菌ND35對黃瓜種子萌發(fā)、胚根生長具有明顯的促進作用[6]。張莉等研究發(fā)現(xiàn),在低鈣脅迫下,在黃瓜幼苗期施加解淀粉芽孢桿菌QST713可以使黃瓜幼苗的生長得到一定程度的改善,能夠有效緩解低鈣脅迫對黃瓜幼苗的抑制作用,提高黃瓜幼苗對低鈣脅迫的耐受性[7]。趙龍飛等研究發(fā)現(xiàn),枯草芽孢桿菌127和解蛋白芽孢桿菌133均可提高大豆幼苗的耐鹽性,對鹽脅迫環(huán)境的大豆幼苗具有修復作用[8]。
雖然前人已經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),多數(shù)淀粉芽孢桿菌對植物生長具有促進作用,但是目前關于從茅蒼術組培過程中分離出解淀粉芽孢桿菌對黃瓜是否有促進作用還不清楚。因此,本試驗擬以韓研45-1黃瓜種子為試驗材料,采用解淀粉芽孢桿菌MCZ-2菌液處理黃瓜種子進行發(fā)芽試驗,并在幼苗生長期進行灌根處理,旨在篩選出對黃瓜種子萌發(fā)、生長有益的菌液濃度,從而為培育黃瓜高效壯苗、提高黃瓜產(chǎn)量和品質及降低生產(chǎn)成本提供理論指導。
1 材料與方法
1.1 供試材料
1.1.1 供試種子 供試黃瓜品種韓研45-1由山東省壽光市興強種業(yè)生產(chǎn)。
1.1.2 供試菌株 在茅蒼術組培過程中分離出內(nèi)生細菌解淀粉芽孢桿菌MCZ-2,于4 ℃保存于信陽農(nóng)林學院分子生物實驗室。
1.1.3 供試藥劑 主要化學試劑如表1所示。
1.1.4 供試儀器 本研究所用主要儀器與設備見表2。
1.2 試驗方法
1.2.1 黃瓜種子的消毒 選取大小均勻、顆粒飽滿的黃瓜種子,種子表面先用75%乙醇消毒1 min,然后用1%次氯酸鈉消毒30 min,之后用無菌水充分洗滌種子,最后將種子放在紗布上晾干水分[9]。
1.2.2 解淀粉芽孢桿菌菌液的制備 取-20 ℃保存的解淀粉芽孢桿菌MCZ-2,在馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(PDA)平板上劃線進行活化,于28℃培
養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h后,挑取單菌落接種于PDA培養(yǎng)基上,于28 ℃培養(yǎng)24 h,用接種環(huán)將培養(yǎng)皿上的菌落全部刮下來,放入滅過菌且加有10 mL無菌水的平底離心管中(以上工作全部在超凈工作臺內(nèi)進行,以確保操作過程中無其他雜菌混入),在旋渦振蕩器上將細菌與水充分混勻,得到原液。每次使用菌液都需要提前制備,以確保菌的活性。制備的菌液濃度用血球計數(shù)板計算,通過顯微鏡觀察及計算得出菌液濃度為1.88×109 CFU/mL。將菌液濃度調(diào)節(jié)成1.88×109、1.88×108、1.88×107、1.88×106、0.94×106 CFU/mL,分別記作T1、T2、T3、T4、T5處理,共5個濃度處理備用。相關公式如下:
測量菌液中的孢子濃度=80個小格子中的總孢子數(shù)×500 000。
1.2.3 種子與幼苗處理 試驗于2023年3—5月在信陽農(nóng)林學院園藝學院實訓基地物聯(lián)網(wǎng)溫室內(nèi)進行。將消過毒的種子置于滅過菌的培養(yǎng)皿中,每皿放50粒黃瓜種子,再分別加入10 mL不同濃度的菌液,以無菌水為對照(CK),共設6個處理,每個處理設3個重復,使種子完全浸泡在菌液中,浸種5 h后用無菌水反復沖洗,再取新的培養(yǎng)皿,在底層鋪2層濾紙并用無菌水將濾紙浸濕,再將種子平鋪在濾紙上,上層覆蓋2層紗布,在溫度為28 ℃、相對濕度為70%~80%的培養(yǎng)箱中進行催芽處理。以胚軸伸出種皮的長度達到種子長度的1/2作為發(fā)芽標準;每天記錄數(shù)據(jù),至種子萌發(fā)數(shù)不發(fā)生變化時停止統(tǒng)計[10]。將發(fā)芽的種子播種至50孔穴盤中,播種前先使基質吸飽水分,播種覆土之后在表層土壤上再噴灑1層水,以保持土壤表層水分。待幼苗長至1葉1心時將其移栽到營養(yǎng)缽中,準備進行處理,移栽后需要將幼苗放置到陰涼處緩苗1 d。緩苗1 d后開始進行灌根處理,按照T1、T2、T3、T4、T5處理(濃度分別為1.88×109、1.88×108、1.88×107、1.88×106、0.94×106 CFU/mL)配制菌液并灌根,每隔7 d進行1次灌根處理,共處理3次,每株幼苗灌根菌液5 mL,以無菌水灌根處理作為對照。
1.3 指標的測定
1.3.1 種子發(fā)芽相關指標的測定 發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)的計算公式如下:
發(fā)芽勢=規(guī)定天數(shù)內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)供試種子總數(shù)×100%(第2天測定);
發(fā)芽率=全部發(fā)芽種子數(shù)供試種子總數(shù)×100%;
發(fā)芽指數(shù)=∑GtDt。
式中:Gt為在t日內(nèi)統(tǒng)計的發(fā)芽種子數(shù),Dt為發(fā)芽天數(shù)。
1.3.2 幼苗生長指標的測定 在移栽后第2天開始第1次生長指標的測定,之后分別在灌根7、14、21 d各測定1次。每組處理隨機取6株幼苗,用手輕輕將幼苗從營養(yǎng)缽中取出,用清水洗干凈根部的基質,用直尺測量植株的莖高(從莖基部到子葉節(jié)部的長度),用游標卡尺測量莖粗(莖中間部位的粗度),流水法測量根體積(水淹沒根頸),用萬分之一電子分析天平稱量獲得植株的鮮重與干重(用烘干機于80 ℃烘干24 h后測定干重),用描形數(shù)格法測量植株葉面積。
1.3.3 幼苗生理指標測定 黃瓜幼苗生理指標的測定在每次灌根7 d后進行。葉綠素、類胡蘿卜素含量的測定采用比色法[11],可溶性蛋白含量的測定采用考馬斯亮藍法[12],可溶性糖含量的測定采用蒽酮比色法[13],丙二醛(MDA)含量的測定采用硫代巴比妥酸法[14],過氧化氫酶(CAT)活性的測定采用高錳酸鉀滴定法,過氧化物酶(POD)活性的測定采用愈創(chuàng)木酚法,超氧化物歧化酶(SOD)活性的測定采用氮藍四唑(NBT)光還原法。
1.4 數(shù)據(jù)分析
用DPS 7.05和Excel 2019對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析、顯著性檢驗與作圖。
2 結果與分析
2.1 解淀粉芽孢桿菌MCZ-2菌懸液對黃瓜種子萌發(fā)的影響
從表3可以看出,用不同濃度解淀粉芽孢桿菌MCZ-2對黃瓜種子進行浸種處理后,T3、T4處理黃瓜種子的發(fā)芽率與CK相比無明顯差異,分別升高了1.38%、0.68%;T3處理的黃瓜種子發(fā)芽指數(shù)與CK相比升高了0.74%。在對黃瓜種子進行催芽處理的第2 天,與CK相比,T1、T2、T3、T4處理黃瓜種子的發(fā)芽勢差異顯著,分別是CK的2.50、1.40、2.35、2.00倍。以上結果顯示,用MCZ-2菌株處理的種子以T3處理濃度的發(fā)芽情況最好,T4處理次之。
2.2 解淀粉芽孢桿菌MCZ-2對黃瓜幼苗形態(tài)指標的影響
2.2.1 MCZ-2菌株對未灌根黃瓜幼苗形態(tài)指標的影響 從表4可以看出,移栽后1 d,與CK相比,菌液浸種處理的黃瓜幼苗形態(tài)指標存在顯著差異。與CK相比,T3處理的莖粗增加了40.91%;T1處理的莖高增加了24.43%,葉面積增加了15.98%;T2處理的根體積、葉面積、鮮重、干重分別增加了51.16%、11.05%、37.70%、28.57%。
2.2.2 MCZ-2菌株灌根7 d黃瓜幼苗的形態(tài)指標 從表5可以看出,灌根處理7 d時,黃瓜幼苗生長指標與CK相比存在顯著差異。與CK相比,T1處理的根體積、葉面積、干重分別增加了60.24%、67.12%、51.43%;與未灌根的T1處理相比,黃瓜幼苗的根體積、葉面積、鮮重、干重分別是其2.22、4.43、1.77倍。與CK相比,T2處理黃瓜幼苗的葉面積增加了1.19倍,與未灌根的T2處理相比增加了5.05倍。與CK相比,T4處理黃瓜幼苗的莖粗、根體積、葉面積、干重分別增加了12.12%、44.58%、74.18%、62.86%;與未灌根的T4處理相比,黃瓜幼苗的莖粗、根體積、葉面積、干重分別增加了23.33%、185.71%、407.87%、128.00%。結合表5與圖1的結果可知,灌根處理7 d時,T1、T4、T5處理的黃瓜幼苗長勢較好。
2.2.3 MCZ-2菌株灌根14 d時黃瓜幼苗的形態(tài)指標 從表6可以看出,灌根處理14 d的黃瓜幼苗各生長指標與CK相比存在顯著差異。與CK相比,T2處理的黃瓜根體積增加了89.29%;與未灌根的T2處理相比,黃瓜的根體積增加了3.89倍;與灌根7 d的T2處理相比,黃瓜的根體積增加了1.81倍。與CK相比,T4處理的黃瓜莖粗、根體積、葉面積、干重分別增加了28.21%、32.74%、83.51%、14.29%;與未灌根的T4處理相比,黃瓜的莖粗、根體積、葉面積、干重分別是其1.67、5.31、35.25、3.20倍;與灌根7 d的T4處理相比,黃瓜的莖粗、根體積、葉面積、干重分別增加了35.14%、85.83%、594.06%、40.35%。整體來看,灌根處理14 d時,T4處理的黃瓜幼苗長勢較好。
2.2.4 MCZ-2菌株灌根21 d黃瓜幼苗形態(tài)指標 從表7可以看出,灌根處理21 d時,與CK相比,黃瓜幼苗各項生長指標存在顯著差異。與CK相比,T4處理黃瓜的莖粗、根體積、葉面積、鮮重分別增加了4.17%、1.65%、19.82%、24.36%;與未灌根的T4處理相比,黃瓜莖粗、根體積、葉面積、鮮重分別是其1.67、5.88、55.39、10.32倍;與灌根7 d的T4處理相比,黃瓜的莖粗、根體積、葉面積、鮮重分別是其1.35、2.06、10.91、4.70倍;與灌根14 d的T4處理相比,黃瓜的根體積、葉面積、鮮重分別增加了10.76%、57.12%、66.10%,莖粗無顯著差異。與CK相比,T5處理黃瓜的莖粗、根體積、葉面積、鮮重分別增加了13.50%、26.34%、37.27%、25.38%;與未灌根的T5處理相比,黃瓜的莖粗、根體積、葉面積、鮮重分別是其1.80、9.30、62.17、10.86倍;與灌根7 d的T5處理相比,黃瓜的莖粗、根體積、葉面積、 鮮重分別是其1.54、3.01、12.08、5.13倍; 與灌根14 d的T5處理相比,黃瓜的莖粗、根體積、葉面積、鮮重分別增加了17.39%、36.44%、106.91%、63.57%。結合表7與圖2的結果可知,在灌根處理21 d的T5處理下,黃瓜幼苗的整體長勢最好,T4處理次之。
2.3 解淀粉芽孢桿菌MCZ-2對黃瓜幼苗生理指標的影響
2.3.1 MCZ-2菌株對黃瓜幼苗MDA含量的影響 從圖3可以看出,在用MCZ-2對黃瓜幼苗進行灌根處理7 d時,黃瓜植株體內(nèi)的丙二醛含量最高。與CK相比,不同濃度MCZ-2灌根處理的黃瓜幼苗MDA含量顯著降低,T1、T2、T3、T4、T5處理分別降低了62.43%、37.18%、37.63%、47.32%、59.21%。
用MCZ-2對黃瓜幼苗進行灌根處理14 d時,所有處理組的MDA含量均有所降低,經(jīng)不同濃度菌液灌根處理的幼苗MDA含量均低于CK。與CK相比,T1、T2、T3、T4、T5處理的幼苗MDA含量分別降低了14.13%、18.26%、16.43%、26.38%、33.78%;與灌根7 d 的CK、T1、T2、T3、T4、T5處理相比,灌根處理14 d的黃瓜幼苗中的MDA含量分別降低了68.03%、26.94%、58.41%、57.17%、55.33%、48.11%。
在灌根處理21 d時,與CK相比,T1、T2、T3處理的MDA含量仍有所下降,分別下降了24.27%、30.86%、42.72%;與灌根處理7 d相比,灌根處理21 d的T1、T2、T3處理的MDA含量分別降低了27.68%、60.51%、67.05%;與灌根14 d相比,灌根處理21 d的T1、T2、T3處理的MDA含量分別降低了1.01%、5.06%、23.06%,灌根處理21 d的T4、T5處理的MDA含量較灌根14 d有所升高,分別升高了31.72%、22.93%。
2.3.2 MCZ-2菌株對黃瓜幼苗可溶性蛋白含量的影響 從圖4可以看出,在對黃瓜幼苗進行灌根處理7 d時,與CK相比,T1、T2、T3、T5處理的可溶性蛋白含量分別增加了15.52%、28.41%、21.77%、19.20%,T4處理的可溶性蛋白含量降低了13.49%。
在對黃瓜幼苗灌根14 d時,與CK相比,T1、T2、T5處理的可溶性蛋白含量明顯升高,分別升高了9.81%、13.21%、20.52%;與灌根7 d時相比,灌根14 d時CK、T1、T4、T5處理的可溶性蛋白含量分別升高了8.76%、4.02%、13.82%、9.76%;相對于灌根7 d,灌根14 d時T2、T3處理的可溶性蛋白含量分別降低了3.37%、9.09%。
在對黃瓜幼苗進行灌根21 d時,與CK相比,T2、T3、T4、T5處理的可溶性蛋白含量分別升高了19.18%、41.91%、5.46%、16.12%;與灌根7 d時相比,灌根21 d時T2、T3、T4、T5處理的可溶性蛋白含量分別升高了7.99%、26.73%、29.95%、12.35%;與灌根14 d 相比,灌根21 d時T2、T3、T4、T5處理的可溶性蛋白含量分別升高了11.09%、33.39%、18.71%、2.35%;與CK相比,灌根21 d時T1處理的可溶性蛋白含量降低了0.68%;與灌根處理7 d的T1處理相比,灌根21 d時黃瓜幼苗的可溶性蛋白含量升高了0.78%;與灌根14 d的T1處理相比,灌根21 d時黃瓜幼苗的可溶性蛋白含量降低了3.26%。
2.3.3 MCZ-2菌株對黃瓜幼苗可溶性糖含量的影響 從圖5可以看出,在不同處理濃度、不同處理時間下,黃瓜幼苗的可溶性糖含量大致呈現(xiàn)高-低-高的變化趨勢。在灌根處理7 d時,與CK相比,T2處理黃瓜幼苗的可溶性糖含量有顯著差異,較CK升高了37.19%,T1、T3、T4、T5處理的可溶性糖含量分別較CK降低了23.97%、40.47%、26.94%、12.50%。
在灌根處理14 d時,與CK相比,T1、T2、T5處理的可溶性糖含量分別升高了7.49%、20.96%、12.27%,T3、T4處理的可溶性糖含量分別降低了15.55%、14.97%。與灌根7 d時相比,灌根處理 14 d 時所有處理的可溶性糖含量都有所降低。CK、T1、T2、T3、T4、T5處理的可溶性糖含量分別降低了65.77%、51.61%、69.82%、51.45%、60.16%、56.08%。
在灌根處理21 d時,與CK相比,T1、T2、T3、T4、T5處理的黃瓜幼苗可溶性糖含量均有提高,分別提高了23.78%、13.32%、22.53%、20.80%、36.85%。與灌根7 d時相比,灌根處理 21 d 時T1、T3、T4、T5處理的黃瓜幼苗可溶性糖含量分別升高了33.95%、69.34%、36.34%、26.68%,CK、T2處理的可溶性糖含量分別降低了17.73%、32.04%。與灌根14 d相比,灌根處理 21 d 時CK、T1、T2、T3、T4、T5處理黃瓜幼苗的可溶性糖含量分別升高了58.40%、63.87%、55.59%、71.33%、70.71%、65.87%。
2.3.4 MCZ-2菌株對黃瓜幼苗CAT活性的影響 從圖6可以看出,在灌根處理7 d時,與CK相比,T1、T3、T4、T5處理黃瓜幼苗的CAT活性顯著提高,分別提高了1.76、1.71、1.54、1.75倍。
在灌根處理14 d時,與CK相比,T1、T2、T3、T4、T5處理黃瓜幼苗的CAT活性顯著提高,分別升高了95.88%、25.21%、29.54%、33.58%、29.85%;與灌根處理7 d時相比,T1、T2處理黃瓜幼苗的CAT活性升高,T1處理在灌根14 d時的CAT活性最高。與灌根7 d相比,灌根處理14 d時T1、T2處理黃瓜幼苗的CAT活性分別升高了26.28%、117.48%,T3、T4、T5處理黃瓜幼苗的CAT活性分別降低了14.99%、6.72%、16.14%。
在灌根處理21 d時,與CK相比,T1處理黃瓜幼苗的CAT活性顯著提高。與CK相比,T1、T3處理后黃瓜幼苗的CAT活性分別升高了40.09%、0.21%,T2、T4、T5處理黃瓜幼苗的CAT活性分別下降了9.51%、0.03%、1.68%。與灌根7 d相比,灌根處理21 d時T1、T3、T4、T5處理黃瓜幼苗的CAT活性分別下降了13.58%、37.07%、33.20%、39.24%,T2處理黃瓜幼苗的CAT活性升高了50.40%。與灌根14 d相比,灌根處理21 d時T1、T2、T3、T4、T5處理黃瓜幼苗的CAT活性分別下降了31.56%、30.84%、25.97%、28.38%、27.55%。
2.3.5 MCZ-2菌株對黃瓜幼苗SOD活性的影響 從圖7中可以看出,在灌根處理7 d時,黃瓜幼苗SOD活性較低。與CK相比,T1處理黃瓜幼苗的SOD活性升高12.06%,T2、T3、T4、T5處理黃瓜幼苗的SOD活性分別降低了2.13%、30.31%、6.08%、59.77%。
在灌根處理14 d時,與CK相比,T3、T4處理黃瓜幼苗的SOD活性,分別升高了7.16%、20.39%,T1、T2、T5處理黃瓜幼苗的SOD活性分別下降了9.20%、13.90%、14.27%。與灌根7 d相比,灌根處理14 d時T1、T2、T3、T4、T5處理黃瓜幼苗的SOD活性分別是其1.65、1.80、3.13、2.62、4.35倍。
在灌根處理21 d時,黃瓜幼苗的SOD活性整體下降。與CK相比,T1、T2、T4處理黃瓜幼苗的SOD活性分別升高了1.74%、19.11%、106.70%,T3、T5處理黃瓜幼苗的SOD活性分別降低了34.74%、47.15%。與灌根7 d時相比,灌根處理21 d時T1、T2、T3、T4、T5處理黃瓜幼苗的SOD活性分別降低了60.95%、47.66%、59.72%、5.34%、23.08%,與灌根14 d時相比,灌根處理21 d時T1、T2、T3、T4、T5處理黃瓜幼苗的SOD活性分別降低了76.40%、70.86%、87.17%、63.83%、82.32%。
2.3.6 MCZ-2菌株對黃瓜幼苗POD活性的影響 從圖8可以看出,在灌根處理7 d時,與CK相比,T2、T3、T4處理黃瓜幼苗的POD活性分別升高了136%、73%、117%,T5處理黃瓜幼苗的POD活性升高,升高了0.31%,但差異不顯著。與CK相比,T1處理黃瓜幼苗的POD活性下降了5.71%。
在灌根處理14 d時,與CK相比,T1、T2、T3、T4、T5處理黃瓜幼苗的POD活性分別升高了17.54%、84.94%、66.16%、92.03%、86.55%。與灌根處理7 d相比,灌根處理14 d時僅T1、T5處理黃瓜幼苗的POD活性表現(xiàn)出升高的趨勢,分別升高了9.84%、72.05%,T2、T3、T4處理黃瓜幼苗的POD活性分別下降了27.67%、12.09%、18.05%。
在灌根處理21 d時,與CK相比,T1、T2、T3、T4、T5處理黃瓜幼苗的POD活性分別升高了8.38%、7.01%、31.30%、28.85%、74.29%。與灌根處理7 d相比,灌根處理21 d時T1、T5處理黃瓜幼苗的POD活性處于升高狀態(tài),分別升高了27.27%、92.39%,T2、T3、T4處理黃瓜幼苗的POD活性分別下降了49.87%、16.02%、34.33%。與灌根處理14 d相比,灌根處理21 d時T1、T5處理黃瓜幼苗的POD活性分別升高了15.87%、11.83%,T2、T3、T4處理黃瓜幼苗的POD活性分別下降了30.69%、4.47%、19.87%。總體來說,T1、T5處理黃瓜幼苗的POD活性呈不斷升高的趨勢,T2、T3、T4處理黃瓜幼苗的POD活性呈逐漸下降的趨勢。
2.3.7 MCZ-2菌株對黃瓜幼苗葉綠素含量的影響 從圖9可以看出,在灌根處理7 d時,與CK相比,T2、T3處理黃瓜幼苗的葉綠素含量分別升高了18.88%、0.55%,T1、T4、T5處理黃瓜幼苗的葉綠素含量分別下降了14.77%、3.25%、23.62%。
在灌根處理14 d時,與CK相比,T1、T2、T3、T4、T5處理黃瓜幼苗的葉綠素含量顯著下降,分別下降了24.31%、27.10%、41.22%、33.75%、22.59%。與灌根處理7 d相比,灌根處理14 d時T1、T5處理黃瓜幼苗的葉綠素含量升高幅度不明顯,分別升高了1.72%、13.89%,T2、T3、T4處理黃瓜幼苗的葉綠素含量分別下降了29.74%、33.02%、21.54%。
在灌根處理21 d時,與CK相比,T3、T5處理黃瓜幼苗的葉綠素含量顯著增加,分別升高了17.89%、25.65%,T1、T2、T4處理黃瓜幼苗的葉綠素含量分別下降了2.10%、19.53%、5.23%;與灌根處理7 d相比,灌根處理21 d時,T5處理黃瓜幼苗的葉綠素含量升高了19.62%,T1、T2、T3、T4處理黃瓜幼苗的葉綠素含量分別下降了16.48%、50.78%、14.75%、28.77%。與灌根處理14 d相比,灌根處理21 d時,T3、T5處理黃瓜幼苗的葉綠素含量分別升高了27.28%、3.00%,T1、T2、T4處理黃瓜幼苗的葉綠素含量分別下降了17.91%、29.95%、9.21%。總體來看T2、T4處理黃瓜幼苗的葉綠素含量呈逐漸下降的趨勢,T5處理黃瓜幼苗的葉綠素含量呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢。
2.3.8 MCZ-2菌株對黃瓜幼苗類胡蘿卜素含量的影響 從圖10可以看出,在灌根處理7 d時,與CK相比,T2、T3處理黃瓜幼苗的類胡蘿卜素含量分別升高了12.34%、1.08%,T1、T4、T5處理黃瓜幼苗的類胡蘿卜素含量分別下降了14.00%、3.23%、21.62%。
在灌根處理14 d時,與CK相比,T1、T2、T3、T4、T5處理黃瓜幼苗的類胡蘿卜素含量均低于CK,分別下降了23.25%、24.97%、32.90%、28.49%、19.26%。與灌根處理7 d相比,灌根處理14 d時T1、T2、T3、T4、T5處理能夠提高黃瓜幼苗的類胡蘿卜素含量,提高幅度分別為59.34%、19.25%、18.52%、31.39%、83.93%。
在灌根處理21 d時,與CK相比,T1、T3、T4、T5處理黃瓜的幼苗類胡蘿卜素含量分別升高了6.63%、22.60%、13.25%、27.83%,T2處理黃瓜幼苗的類胡蘿卜素含量下降了8.55%。與灌根處理 7 d 相比,灌根處理21 d時T1、T2、T3、T4、T5處理黃瓜幼苗的類胡蘿卜素含量分別升高了55.01%、1.77%、51.64%、46.32%、103.91%。與灌根處理14 d相比,灌根處理21 d時T3、T4、T5處理黃瓜幼苗的類胡蘿卜素含量分別升高了21.84%、9.83%、9.80%,T1、T2處理黃瓜幼苗的類胡蘿卜素含量分別下降了2.72 %、14.66%。整體來看,灌根處理的T3、T4、T5處理黃瓜幼苗的類胡蘿卜素含量呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢。
3 討論與結論
隨著科技的進步,人們將內(nèi)生菌作為化學藥劑及肥料使用以達到培育壯苗的目的[15]。目前內(nèi)生菌已經(jīng)逐漸成為植物保護學等領域的研究熱點[16]。解淀粉芽孢桿菌主要有抗菌、誘導植物抗病性等作用[17-18]。本研究發(fā)現(xiàn),使用解淀粉芽孢桿菌 MCZ-2 浸種處理后,T3、T4處理對黃瓜種子萌發(fā)的促進效果最好,這與蔡學清研究發(fā)現(xiàn)的用內(nèi)生枯草芽孢桿菌BS-2不同濃度浸種對小白菜、水稻的促生作用類似[19]。
本研究發(fā)現(xiàn),解淀粉芽孢桿菌MCZ-2菌株對黃瓜幼苗生長具有促進作用,不同濃度處理對黃瓜幼苗都具有不同程度的促進作用,與CK相比,解淀粉芽孢桿菌MCZ-2菌株處理在處理7、14 d時提高了T4的黃瓜幼苗在莖粗、根體積、葉面積、干重,在處理21 d時提高了T4、T5處理幼苗的莖粗、葉面積、鮮重,這與楊曉云等研究發(fā)現(xiàn)的解淀粉芽孢桿菌B1619對番茄種子萌發(fā)和幼苗生長的促生作用,增加番茄根長、株高和鮮質量等結果[18]類似。
葉綠素是植物光合作用的光敏催化劑,參與光能的吸收、傳遞及轉化[20]。葉綠素含量能夠在一定程度上反映葉片光合能力的強弱。葉片中的可溶性蛋白含量是決定葉片光合性能的重要指標之一[21]。本試驗發(fā)現(xiàn),灌根21 d時,解淀粉芽孢桿菌MCZ-2菌株處理能夠顯著提高黃瓜幼苗葉片的葉綠素含量和可溶性蛋白含量,改善黃瓜幼苗葉片的營養(yǎng)狀況,有利于增強葉片的光合能力,T3、T4、T5處理的效果最佳。
通常情況下,植物在受到逆境脅迫時細胞內(nèi)活性氧的增加會阻礙植物正常的代謝過程,不利于植物的生長發(fā)育[22]。SOD、POD和CAT共同維持細胞內(nèi)活性氧的動態(tài)平衡,其活性是反映植物抗逆能力的重要指標[23]。本試驗結果表明,與CK相比,解淀粉芽孢桿菌MCZ2菌懸液連續(xù)灌根可顯著降低黃瓜幼苗的丙二醛含量,提高CAT、POD、SOD活性,增強了黃瓜幼苗的抗逆能力,可以使葉片維持較高的葉綠素含量和可溶性蛋白含量,提高植株的光合能力,這與胡晨曦等研究發(fā)現(xiàn)的枯草芽孢桿菌懸浮種衣劑對辣椒幼苗的促進作用[24]類似。綜合整體數(shù)據(jù)來看,在種子試驗階段,T3、T4處理對種子萌發(fā)具有促進作用;在幼苗試驗階段,解淀粉芽孢桿菌MCZ-2對于黃瓜幼苗生長有一定促進作用,其中T4處理的促生效果最為明顯。
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