印度梨形孢對3個烤煙品種萌發(fā)及幼苗生長的影響

果然，楊亞珍，董社琴 （長江大學生命科學學院，湖北 荊州 434025）

種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率對于確定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的播種量和播種后的出苗情況有著非常重要的意義。提高種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率有助于出苗齊壯。研究表明，采用微生物發(fā)酵液處理種子可以促進其發(fā)芽及得到齊整粗壯的幼苗[1]。印度梨形孢 （Piriformospora indica）是在印度沙漠中發(fā)現(xiàn)的一種植物根部內(nèi)生真菌，能夠定殖于多種植物的根部，并促進植物生長，增加植物的生物量，而且能夠提高植物對生物和非生物逆境的抗性[2－3]。本研究以煙草為材料，通過采用印度梨形孢孢子液和滅菌發(fā)酵液對煙草種子浸種，探討了印度梨形孢對煙草的萌發(fā)和幼苗生長的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

‘毛把’、‘K326’、‘云煙87’3個品種由湖北省十堰市煙草公司提供；印度梨形孢菌種由臺灣國立大學生命科學學院葉開溫教授惠贈。

1.2 方法

（1）印度梨形孢發(fā)酵液收集 將印度梨形孢菌絲塊接種于PDA液體培養(yǎng)基中，于28℃、180r／min下恒溫震蕩培養(yǎng)7d，用雙層擦鏡紙過濾除去菌絲體，獲得發(fā)酵液，其中含有大量孢子，將發(fā)酵液分為2份，其中1份滅菌殺死孢子；另1份未滅菌，為孢子液。

（2）種子發(fā)芽 在培養(yǎng)皿中鋪上2層滅菌的濾紙，分別用無菌水、滅菌印度梨形孢發(fā)酵液、印度梨形孢發(fā)酵液各4ml濕潤，分別記為處理I、II、III，將經(jīng)表面消毒的煙草種子分別均勻放入培養(yǎng)皿中，每皿50粒，放置在27℃恒溫培養(yǎng)箱中避光發(fā)芽。共9個處理，每個處理設(shè)3次重復，以無菌水為對照，具體方案詳見表1。

（3）測定項目 將烤煙種子于2013年1月3日放入培養(yǎng)箱，1月6日測定發(fā)芽勢，1月10日測定發(fā)芽率，1月15日測定主根長、莖長、10株鮮重，記錄其生長情況。

發(fā)芽勢＝ （3d內(nèi)正常發(fā)芽粒數(shù)／供試種子粒數(shù)）×100%。

表1 不同處理分組情況

發(fā)芽率＝ （7d內(nèi)全部正常發(fā)芽粒數(shù)／供試種子粒數(shù)）×100%。

試驗所得數(shù)據(jù)采用SPSS 15.0軟件進行分析，以平均值表示。組間差異顯著性通過One-way ANOVA分析后利用Duncan檢驗進行比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對烤煙發(fā)芽勢和發(fā)芽率的影響

由表2可以看出，經(jīng)P.indica孢子液處理過的3個品種發(fā)芽勢與對照間均有顯著差異，表明孢子液對3個品種的發(fā)芽勢都有影響。其中 ‘毛把’和 ‘K326’的發(fā)芽勢顯著提高，‘云煙87’的發(fā)芽勢顯著降低。而滅菌的孢子液處理過3個品種的發(fā)芽勢與對照均無顯著差異，表明滅菌的P.indica發(fā)酵液對3個烤煙品種發(fā)芽勢沒有影響。由表2和表3可知，不同品種在相同處理下的發(fā)芽勢與發(fā)芽率也各不相同，這表明種子的萌發(fā)受遺傳因素影響，鄭少清等[4]用含鈣試劑在煙草上試驗也得到類似的結(jié)果。

由表3可以看出，P.indica孢子液處理過的 ‘毛把’和 ‘云煙87’的發(fā)芽率與對照相比具有顯著性差異，處理過的 ‘毛把’發(fā)芽率顯著增高，而處理過的‘云煙87’發(fā)芽率顯著降低。說明P.indica孢子液能夠提高烤煙 ‘毛把’的發(fā)芽率，降低 ‘云煙87’的發(fā)芽率。孢子液處理對 ‘K326’的發(fā)芽率沒有影響。而滅菌的發(fā)酵液處理組的發(fā)芽率與對照之間無顯著性差異，表明滅菌發(fā)酵液對3個烤煙品種的發(fā)芽率沒有影響。

由表4可知，3個品種的幼苗鮮重均為III＞II＞I，即與對照相比，無論是滅菌P.indica.發(fā)酵液還是P.indica孢子液處理，幼苗鮮重都有顯著性差異，而與滅菌的發(fā)酵液相比，P.indica孢子液處理對幼苗的鮮重的增加也有顯著作用。表明了印度梨形孢發(fā)酵液和孢子均能促進3個品種幼苗鮮重的增加。

由表5可以看出，與對照相比，P.indica孢子液處理的3個品種幼苗主根長、側(cè)根長、莖長均有顯著性差異，而滅菌P.indica發(fā)酵液處理的3個品種幼苗主根長有顯著性差異，‘毛把’側(cè)根長有顯著性差異，‘毛把’和 ‘K326’莖長有顯著性差異。其他均無顯著性差異，表明孢子液處理對幼苗主根長、側(cè)根長、和莖長的伸長都有促進作用。

表2 不同處理對烤煙發(fā)芽勢的影響%

表3 不同處理對烤煙發(fā)芽率的影響%

表4 不同處理對烤煙幼苗鮮重的影響mg

表5 不同處理對烤煙幼苗根莖的影響 cm

3 討論與小結(jié)

本研究結(jié)果顯示，P.indica孢子液處理能提高烤煙 ‘毛把’種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率，而降低 ‘云煙87’種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率，但對 ‘K326’種子最終發(fā)芽率無影響。P.indica孢子液和滅菌發(fā)酵液處理都能顯著增加3個品種幼苗鮮重，孢子液對幼苗主根、側(cè)根和莖的生長都有顯著促進作用。滅菌的發(fā)酵液處理對3個品種的發(fā)芽勢和發(fā)芽率都沒有影響，能夠促進3個品種幼苗鮮重增加，對3個品種主根的伸長也有顯著效果，能夠促進 ‘毛把’側(cè)根和莖的伸長，促進 ‘K326’莖的伸長。雖然關(guān)于印度梨形孢促進種子萌發(fā)的研究報道很少，但本研究關(guān)于印度梨形孢促進煙草幼苗生長發(fā)育的初步結(jié)果與前人研究結(jié)果是一致的，如Schuck等[5]研究發(fā)現(xiàn)，HSPRO基因在印度梨形孢與煙草的互作中有著重要作用，該基因表達的產(chǎn)物可促進早期幼苗的生長，平均比一般野生型植株增加30% 的生物合成量。印度梨形孢自發(fā)現(xiàn)以來用于植物與微生物互作的研究中一直展現(xiàn)出巨大的潛力和美好的前景，其促進植物生長、增強植株抗逆性的生物學功能已經(jīng)明確。為了更好地將其優(yōu)勢應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，有關(guān)印度梨形孢促進植物生長的機理，以及在干旱、澇漬、高鹽等非生物逆境以及病原微生物和害蟲入侵等生物逆境條件下印度梨形孢誘導宿主植物產(chǎn)生抗性的具體機制等尚待進一步細致的研究。

[1]袁有波，劉旭，蘇賢坤，等.EM液浸種對不同品種烤煙種子萌發(fā)的影響 [J].江西農(nóng)業(yè)學報，2009，21（11）：22-23.

[2]Varma A，Verma S，Sahay N，et al.Piriformospora indica，a cultivable plant-growth-promoting root endophyte [J].Applied and Environmental Microbiology，1999，65：2741-2744.

[3]Waller F，Achatz B，Baltruschat H，et a1.The endophytic fungus Piriformospora indicareprograms barley to salt-stress tolerance，disease resistance，and higher yield [J].Proceedings of the National Academy of Science of the United States of America，2005，102：13386-13391.

[4]鄭少清，謝永萍，曾吉凡.不同鈣源及鈣濃度對烤煙品種發(fā)芽率和發(fā)芽勢的影響 [J].耕作與栽培，2001，（2）：23-24.

[5]Schuck S，Camehl I，Gilardoni P A，et al.HSPRO controls early Nicotiana attenuataseedling growth during interaction with the fungus Piriformospora indica [J].Plant Physiology，2012，160：929-943.