印度梨形孢菌肥對漬害小白菜產(chǎn)量、品質(zhì)及生理特性的影響

楊亞珍+查凡+張建民+朱建強+董社琴

摘要：漬水危害是長江中下游地區(qū)的重要自然災害之一，嚴重影響小白菜的產(chǎn)量和品質(zhì)。通過施用印度梨形孢（Piriformospora indica）固體肥、液體肥和不施肥后漬水7 d的3個處理盆栽試驗，分析了追施印度梨形孢生物菌肥對漬害小白菜生長及生理指標的影響。結果表明，追施印度梨形孢固（液）體菌肥均能顯著減輕小白菜漬害，提高產(chǎn)量。與對照組相比，各處理組的蛋白質(zhì)含量、還原型維生素C、可溶性總糖、葉綠素含量、CAT含量、SOD含量均顯著提高，尤其以追施印度梨形孢液體肥效果最佳。

關鍵詞：印度梨形孢菌肥；小白菜；漬水；產(chǎn)量；品質(zhì)

中圖分類號：S634.306.2；S501 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）15-3516-04

Effect of Piriformospora indica on Yield， Quality and Physiological Changes of Waterlogging Brossica chinensis

YANG Ya-zhena， ZHA Fana， ZHANG Jian-minb， ZHU Jian-qiangb， DONG She-qina

（a. College of Life Science； b.College of Agriculture，Yangtze University，Jingzhou 434025，Hubei，China）

Abstract： Waterlogging as one of the important natural disasters seriously affects the yield and quality of Chinese cabbage in the middle and lower region of the Yangtze River. After using of solid fertilizer， liquid fertilizer and no fertilizer of Piriformospora indica， the influences of waterlogging on growth and related physiological index of the Chinese cabbage were analyzed at 7 d after waterlogging treatment. The results showed that the use of solid fertilizer and liquid fertilizer of Piriformospora indica could significantly reduce the waterlogging damage， improve the yield， and the content of protein， vitamin C， soluble sugar， chlorophyll， CAT， SOD content， root growth of Chinese cabbage. The liquid fertilizer had the best effect.

Key words： Piriformospora indica； Brossica chinensis； waterlogging； yield； quality

收稿日期：2013-12-13

基金項目：國家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項（201203032）

作者簡介：楊亞珍（1973-），女，陜西西安人，講師，在讀碩士研究生，主要從事微生物資源開發(fā)利用研究，（電話）18995869129（電子信箱）

yyangyazhen@163.com；通訊作者，董社琴（1958-），女，山西運城人，教授，主要從事細胞工程研究，（電子信箱）sheqindong@163.com。

印度梨形孢（Piriformospora indica）是一種具有廣泛寄主植物的根部內(nèi)生真菌[1]。它可促進植物生長，使植物提前開花，提高植物產(chǎn)量。如印度梨形孢可使藥用植物毛喉鞘蕊花（Coleus forskohlii）開花提前，產(chǎn)量提高和次生代謝物發(fā)生改變[2]。印度梨形孢還可在極端的物理脅迫和營養(yǎng)條件下生長，促進植物對營養(yǎng)的吸收，提高植物對非生物脅迫和生物脅迫的抗性。如在干旱條件下，印度梨形孢可提高油菜對干旱的適應性[3]。雨澇在我國是僅次于干旱的氣候災害，在長江中下游地區(qū)夏季雨澇發(fā)生的頻率則更高。當澇漬災害發(fā)生時，輕者造成作物減產(chǎn)，重者導致顆粒無收[4]。如當棉田受到澇漬災害時，輕者減產(chǎn)10%～20%，重者則減產(chǎn)超過50%[5]。漬水災害除了對作物產(chǎn)量造成影響外，還對農(nóng)作物的品質(zhì)產(chǎn)生影響。如在棉花受到澇漬災害時，棉花的品質(zhì)會受到一定的影響[6]。多年來，國內(nèi)外對漬水條件下作物的生理變化進行了大量的研究， 但小白菜漬害預防和漬后修復研究尚未見報道。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

小白菜品種為四季黃秧。印度梨形孢固體或液體菌肥由長江大學生命科學學院配制。

1.2 試驗方法

供試材料四季黃秧于2012年3月27日播于裝滿沙土的方形塑料盤中。播種后放入光照培養(yǎng)室內(nèi)。待幼苗長至4葉1心時挑選長勢一致的幼苗移栽在大田中，株行距為20 cm×25 cm，21萬株/hm2。試驗設3個處理，處理1為對照組，僅進行漬水處理；處理2用印度梨形孢固體肥做底肥并漬水；處理3用印度梨形孢液體肥做底肥并漬水；每個處理3次重復，共9個小區(qū)，隨機區(qū)組排列。施肥量為300 kg/hm2印度梨形孢生物菌肥，不添加任何有機肥和化肥。待小白菜植株長至7葉1心時開始進行澇漬處理，各處理保持灌水深度為水面淹至小白菜心葉，漬水處理時間為7 d。

在漬水0 d和漬水7 d取樣（葉片），還原型維生素C 采用滴定法測定[7]，可溶性糖含量采用蒽酮法測定[8]，硝酸鹽含量采用紫外分光光度法測定[9]，愈創(chuàng)木酚-過氧化物酶（G-POD）活性測定參照朱祝軍等[10]的方法， 超氧化物歧化酶（SOD）、 抗壞血酸過氧化物酶（AsA-POD）活性測定參照Giannopolitis等[11]的方法，丙二醛含量的測定參照Cakmak等[12]的方法，脯氨酸（Pro）含量參照湯章城[13]的方法，葉綠素含量測定參照呂軍[14]的方法，各指標均測定3次，取平均值。

株高：統(tǒng)計第一側根到最頂端葉片葉柄處距離。

葉片數(shù)：以最嫩真葉長出計數(shù)，如第五片真葉長出記作5片葉，真葉長寬均達到1 cm才記作此片真葉長出，小于1 cm記作心葉。

葉面積：取下葉片涂上顏料印方格測量。

凈菜重：取整株作物洗凈葉片及莖，用水慢慢沖洗掉根系的泥土，然后用天平測其重量。

根系：選部分苗用自來水沖凈泥土后，測主根長、側根數(shù)、根系總鮮重。

2 結果與分析

2.1 印度梨形孢菌肥對漬水（0～7 d）過程中小白菜生長的影響

印度梨形孢菌肥在漬水條件下對小白菜生長發(fā)育產(chǎn)生一定影響。在漬水7 d過程中，與只進行漬水處理（CK）相比，使用印度梨形孢固體肥和液體肥可以顯著提高小白菜在漬水逆境下的株高和葉面積，印度梨形孢液體肥效果尤為顯著，株高的凈增值為CK的15.3倍。葉面積凈增值是CK的3倍（圖1，圖2）。從圖3可知，施用印度梨形孢固體肥可顯著促進根系發(fā)育。與空白對照組相比，施用印度梨形孢液體肥根重顯著增加，為對照組的3倍左右，差異達極顯著水平。同時，印度梨形孢液（固）體肥能明顯促進植株不定根發(fā)育，側根、須根數(shù)量明顯增多（圖4）。

2.2 印度梨形孢菌肥對漬水小白菜產(chǎn)量和經(jīng)濟效益的影響

施用印度梨形孢液、固體肥的處理小白菜平均產(chǎn)量分別為23 001.15 kg/hm2和21 001.05 kg/hm2，與對照相比分別增產(chǎn)21.05%和10.53%。小白菜按2元/kg計算，施用印度梨形孢液體肥的處理組平均產(chǎn)值為46 002.30元/hm2，平均增收8 002.05元/hm2。施用印度梨形孢固體肥的處理組平均產(chǎn)值為42 002.10元/hm2，平均增收4 001.85元/hm2（表1）。由此可見，印度梨形孢生物菌肥可在漬水危害條件下彌補農(nóng)民經(jīng)濟損失，提高經(jīng)濟效益。

2.3 印度梨形孢菌肥對漬水小白菜品質(zhì)的影響

從表2可以看出，印度梨形孢生物菌肥的效應十分明顯，對蔬菜重要的品質(zhì)指標可溶性糖和還原型VC含量產(chǎn)生了很明顯的正效應，施用印度梨形孢固體肥與對照比較，還原型維生素C、可溶性總糖分別高于對照4.66%和3.66%，差異均顯著，施用印度梨形孢液體肥處理的還原型維生素C、可溶性總糖分別高于對照6.95%和3.89%，且差異均顯著。同時印度梨形孢菌肥還能降低硝酸鹽含量。

2.4 印度梨形孢菌肥對漬水小白菜生理特性的影響

2.4.1 印度梨形孢菌肥對漬水小白菜蛋白質(zhì)含量的影響 由表3可知，在漬水危害過程中，印度梨形孢固體肥和液體肥均能很大程度上提高作物對蛋白質(zhì)的累積，而蛋白質(zhì)含量的高低反映著植物生長代謝能力的強弱，蛋白質(zhì)含量越高，表示植物生長代謝越旺盛。在漬水過程中，使用印度梨形孢固體肥，蛋白質(zhì)含量增加173.8 μg/g，是空白對照組蛋白質(zhì)含量提高的76倍。印度梨形孢液體肥組蛋白質(zhì)含量提高214.7 μg/g，是空白對照組蛋白質(zhì)含量提高的93倍。由此可以推測在漬水脅迫條件下，印度梨型孢菌肥能通過提高植物對蛋白質(zhì)的累積，提高植株的抗?jié)n性能。

2.4.2 印度梨形孢菌肥對漬水小白菜葉綠素含量的影響 從表4可以看出，空白對照組在漬水脅迫過程中，葉綠素a、葉綠素b含量以及葉綠素總量均有大幅度的降低。而使用印度梨形孢菌肥處理組葉綠素a、葉綠素b含量以及葉綠素總量均有小幅度增長趨勢，漬水7 d后使用印度梨形孢液體肥處理組葉綠素a、葉綠素b含量以及葉綠素總量分別比對照上升67.55%、64.13%和66.62%。

2.4.3 印度梨形孢菌肥對漬水小白菜SOD、CAT、POD及MDA的影響 SOD作為一種保護性酶，通過清除氧自由基的過多積累，緩解逆境傷害。由表5可知，漬水不施肥SOD的含量下降，而漬水使用印度梨形孢菌肥的兩組處理，SOD的含量上升，表明印度梨形孢能誘導SOD活性表達，使其感應漬害逆境信號，積極消除體內(nèi)過多的自由基，從而減輕活性氧對小白菜的傷害。

漬水脅迫過程中，植物機體會通過誘發(fā)CAT（過氧化氫酶）活性來減輕漬水脅迫對作物的危害，但不使用印度梨形孢的空白處理組，CAT活性增加幅度較小，使用印度梨型孢菌肥的小白菜CAT活性增加幅度很大，尤其是印度梨形孢液體肥處理組，能顯著提高CAT活性（表5）。CAT在植物遭受生物和理化因子傷害時，膜上受體接受并傳遞脅迫信號，引發(fā)質(zhì)膜和細胞器的氧化猝發(fā)產(chǎn)生ROS，ROS在傳遞和放大信號過程中會改變離子的分步和啟動核基因的表達，從而使植物耐受各種脅迫。同時CAT通過清除作用使ROS保持一定的濃度范圍，由此可以看出印度梨形孢菌肥在漬水逆境條件下，能通過誘導植株大量產(chǎn)生CAT，通過CAT的保護機制來提高植株的耐漬性能。

漬水脅迫過程中，植物機體會通過減弱POD（過氧化物酶）活性來減輕漬水脅迫對作物的危害，但不使用印度梨形孢的空白處理組，POD活性減少幅度較小，使用印度梨型孢菌肥的小白菜POD活性減小幅度很大，尤其是印度梨形孢液體肥處理組，能顯著降低POD活性（表5）。POD與呼吸作用、光合作用及生長素的氧化等都有關系，一般老化組織中活性較高，幼嫩組織中活性較弱。POD含量越低，表明植物老化程度越低，代謝越旺盛。由此可知印度梨形孢菌肥在漬水逆境條件下，能通過關閉POD表達，延緩作物的衰老，來提高植株的耐漬性能。

MDA作為植物膜脂過氧化產(chǎn)物，它的含量可以代表膜損傷程度的大小。由表5可知，漬水不施肥條件下小白菜葉片中MDA濃度呈增加趨勢，但使用印度梨形孢菌肥后，兩組處理MDA含量都出現(xiàn)了不同程度的下降，且與對照組差異極顯著，而且液體肥的下降趨勢更為明顯。說明印度梨形孢菌肥能在很大程度上緩解漬水對小白菜細胞膜造成的嚴重損傷。

3 小結與討論

研究結果表明，小白菜使用印度梨形孢菌肥能減輕漬水對小白菜的危害，促進小白菜植株的生長發(fā)育。但其抗?jié)n的分子機制有待進一步研究。另外，施用印度梨形孢菌肥有利于增加漬水小白菜的還原型VC 含量、蛋白質(zhì)含量、可溶性糖含量，降低硝酸鹽的含量。可見施用印度梨形孢菌肥可提高小白菜對漬水危害的抗性，并在一定程度上提升了小白菜品質(zhì)。

印度梨形孢是從印度沙漠中分離的一種植物內(nèi)生真菌，易于人工培養(yǎng)，寄主范圍非常廣泛，定殖后能提高植株抗病性和抗逆性，作為生物菌肥施用后，對環(huán)境友好，具有很好的商業(yè)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應用前景。

參考文獻：

[1] VARMA A， BAKSHI M， LOU B， et al. Piriformospora indica：A novel plant growth-promoting mycorrhizal fungus[J]. Agricultural Research， 2012，1（2）： 117-131.

[2] DAS A， KAMAL S， SHAKIL N A， et al. The root endophyte fungus Piriformospora indica leads to early flowering， higher biomass and altered secondary metabolites of the medicinal plant，Coleus forskohlii[J]. Plant Signal Behav， 2012，7（1）：103-112.

[3] 陳佑源，樓兵干，高其康，等. 印度梨形孢誘導油菜抗旱性機理的初步研究[J].農(nóng)業(yè)生物技術學報，2013，21（3）：272-281.

[4] 劉凱文，付 佳，朱建強. 澇漬脅迫對旱作物生長發(fā)育及農(nóng)田養(yǎng)分流失的影響[J].湖北農(nóng)業(yè)科學，2011，50（1）：50-52.

[5] 程倫國，朱建強，劉德福，等. 田間澇漬對棉花產(chǎn)量的影響分析[J].灌溉排水學報，2010，29（5）：35-37.

[6] 朱建強，歐光華，張文英，等. 澇漬相隨對棉花產(chǎn)量與品質(zhì)的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學，2003，36（9）：1050-1056.

[7] 韓雅珊.食品化學實驗指導[M]. 北京：農(nóng)業(yè)出版社，1992.

[8] 張妙霞，孔祥生，郭秀璞. 蒽酮法測定可溶性糖顯色條件的研究[J]. 洛陽農(nóng)專學報，1997，17（4）：24-28.

[9] 羅雪華，蔡秀娟. 紫外分光光度法測定蔬菜硝酸鹽含量[J].華南熱帶農(nóng)業(yè)大學學報，2004，1（1）：13-16.

[10] 朱祝軍，喻景權，GEREODAS J，等.氮素形態(tài)和光照強度對煙草生長和 H2O2清除酶活性的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學報，1998，4（4）：379-385.

[11] GIANNOPOLITIS C N， RIES S K. Superoxide dismutase I. Oc-currence in higher plants [J]. Plant Physiology，1977，59（4）：309-314.

[12] CAKMAK I， MARSCHNER H. Magnesium deficiency and high light intensity enhance activities of superoxide dismutase，ascorbate peroxidase，and glutathione reductase in bean leaves[J]. Plant Physiology， 1992，98（5）： 1222-1227.

[13] 湯章城.現(xiàn)代植物生理學實驗指南[M].北京：科學出版社，1999.

[14] 呂 軍.漬水對冬小麥生長的危害及其生理效應[J].植物生理學報，1994，26（3）：221-225.

MDA作為植物膜脂過氧化產(chǎn)物，它的含量可以代表膜損傷程度的大小。由表5可知，漬水不施肥條件下小白菜葉片中MDA濃度呈增加趨勢，但使用印度梨形孢菌肥后，兩組處理MDA含量都出現(xiàn)了不同程度的下降，且與對照組差異極顯著，而且液體肥的下降趨勢更為明顯。說明印度梨形孢菌肥能在很大程度上緩解漬水對小白菜細胞膜造成的嚴重損傷。

3 小結與討論

研究結果表明，小白菜使用印度梨形孢菌肥能減輕漬水對小白菜的危害，促進小白菜植株的生長發(fā)育。但其抗?jié)n的分子機制有待進一步研究。另外，施用印度梨形孢菌肥有利于增加漬水小白菜的還原型VC 含量、蛋白質(zhì)含量、可溶性糖含量，降低硝酸鹽的含量。可見施用印度梨形孢菌肥可提高小白菜對漬水危害的抗性，并在一定程度上提升了小白菜品質(zhì)。

印度梨形孢是從印度沙漠中分離的一種植物內(nèi)生真菌，易于人工培養(yǎng)，寄主范圍非常廣泛，定殖后能提高植株抗病性和抗逆性，作為生物菌肥施用后，對環(huán)境友好，具有很好的商業(yè)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應用前景。

參考文獻：

[1] VARMA A， BAKSHI M， LOU B， et al. Piriformospora indica：A novel plant growth-promoting mycorrhizal fungus[J]. Agricultural Research， 2012，1（2）： 117-131.

[2] DAS A， KAMAL S， SHAKIL N A， et al. The root endophyte fungus Piriformospora indica leads to early flowering， higher biomass and altered secondary metabolites of the medicinal plant，Coleus forskohlii[J]. Plant Signal Behav， 2012，7（1）：103-112.

[3] 陳佑源，樓兵干，高其康，等. 印度梨形孢誘導油菜抗旱性機理的初步研究[J].農(nóng)業(yè)生物技術學報，2013，21（3）：272-281.

[4] 劉凱文，付 佳，朱建強. 澇漬脅迫對旱作物生長發(fā)育及農(nóng)田養(yǎng)分流失的影響[J].湖北農(nóng)業(yè)科學，2011，50（1）：50-52.

[5] 程倫國，朱建強，劉德福，等. 田間澇漬對棉花產(chǎn)量的影響分析[J].灌溉排水學報，2010，29（5）：35-37.

[6] 朱建強，歐光華，張文英，等. 澇漬相隨對棉花產(chǎn)量與品質(zhì)的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學，2003，36（9）：1050-1056.

[7] 韓雅珊.食品化學實驗指導[M]. 北京：農(nóng)業(yè)出版社，1992.

[8] 張妙霞，孔祥生，郭秀璞. 蒽酮法測定可溶性糖顯色條件的研究[J]. 洛陽農(nóng)專學報，1997，17（4）：24-28.

[9] 羅雪華，蔡秀娟. 紫外分光光度法測定蔬菜硝酸鹽含量[J].華南熱帶農(nóng)業(yè)大學學報，2004，1（1）：13-16.

[10] 朱祝軍，喻景權，GEREODAS J，等.氮素形態(tài)和光照強度對煙草生長和 H2O2清除酶活性的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學報，1998，4（4）：379-385.

[11] GIANNOPOLITIS C N， RIES S K. Superoxide dismutase I. Oc-currence in higher plants [J]. Plant Physiology，1977，59（4）：309-314.

[12] CAKMAK I， MARSCHNER H. Magnesium deficiency and high light intensity enhance activities of superoxide dismutase，ascorbate peroxidase，and glutathione reductase in bean leaves[J]. Plant Physiology， 1992，98（5）： 1222-1227.

[13] 湯章城.現(xiàn)代植物生理學實驗指南[M].北京：科學出版社，1999.

[14] 呂 軍.漬水對冬小麥生長的危害及其生理效應[J].植物生理學報，1994，26（3）：221-225.

MDA作為植物膜脂過氧化產(chǎn)物，它的含量可以代表膜損傷程度的大小。由表5可知，漬水不施肥條件下小白菜葉片中MDA濃度呈增加趨勢，但使用印度梨形孢菌肥后，兩組處理MDA含量都出現(xiàn)了不同程度的下降，且與對照組差異極顯著，而且液體肥的下降趨勢更為明顯。說明印度梨形孢菌肥能在很大程度上緩解漬水對小白菜細胞膜造成的嚴重損傷。

3 小結與討論

研究結果表明，小白菜使用印度梨形孢菌肥能減輕漬水對小白菜的危害，促進小白菜植株的生長發(fā)育。但其抗?jié)n的分子機制有待進一步研究。另外，施用印度梨形孢菌肥有利于增加漬水小白菜的還原型VC 含量、蛋白質(zhì)含量、可溶性糖含量，降低硝酸鹽的含量。可見施用印度梨形孢菌肥可提高小白菜對漬水危害的抗性，并在一定程度上提升了小白菜品質(zhì)。

印度梨形孢是從印度沙漠中分離的一種植物內(nèi)生真菌，易于人工培養(yǎng)，寄主范圍非常廣泛，定殖后能提高植株抗病性和抗逆性，作為生物菌肥施用后，對環(huán)境友好，具有很好的商業(yè)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應用前景。

參考文獻：

[1] VARMA A， BAKSHI M， LOU B， et al. Piriformospora indica：A novel plant growth-promoting mycorrhizal fungus[J]. Agricultural Research， 2012，1（2）： 117-131.

[2] DAS A， KAMAL S， SHAKIL N A， et al. The root endophyte fungus Piriformospora indica leads to early flowering， higher biomass and altered secondary metabolites of the medicinal plant，Coleus forskohlii[J]. Plant Signal Behav， 2012，7（1）：103-112.

[3] 陳佑源，樓兵干，高其康，等. 印度梨形孢誘導油菜抗旱性機理的初步研究[J].農(nóng)業(yè)生物技術學報，2013，21（3）：272-281.

[4] 劉凱文，付 佳，朱建強. 澇漬脅迫對旱作物生長發(fā)育及農(nóng)田養(yǎng)分流失的影響[J].湖北農(nóng)業(yè)科學，2011，50（1）：50-52.

[5] 程倫國，朱建強，劉德福，等. 田間澇漬對棉花產(chǎn)量的影響分析[J].灌溉排水學報，2010，29（5）：35-37.

[6] 朱建強，歐光華，張文英，等. 澇漬相隨對棉花產(chǎn)量與品質(zhì)的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學，2003，36（9）：1050-1056.

[7] 韓雅珊.食品化學實驗指導[M]. 北京：農(nóng)業(yè)出版社，1992.

[8] 張妙霞，孔祥生，郭秀璞. 蒽酮法測定可溶性糖顯色條件的研究[J]. 洛陽農(nóng)專學報，1997，17（4）：24-28.

[9] 羅雪華，蔡秀娟. 紫外分光光度法測定蔬菜硝酸鹽含量[J].華南熱帶農(nóng)業(yè)大學學報，2004，1（1）：13-16.

[10] 朱祝軍，喻景權，GEREODAS J，等.氮素形態(tài)和光照強度對煙草生長和 H2O2清除酶活性的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學報，1998，4（4）：379-385.

[11] GIANNOPOLITIS C N， RIES S K. Superoxide dismutase I. Oc-currence in higher plants [J]. Plant Physiology，1977，59（4）：309-314.

[12] CAKMAK I， MARSCHNER H. Magnesium deficiency and high light intensity enhance activities of superoxide dismutase，ascorbate peroxidase，and glutathione reductase in bean leaves[J]. Plant Physiology， 1992，98（5）： 1222-1227.

[13] 湯章城.現(xiàn)代植物生理學實驗指南[M].北京：科學出版社，1999.

[14] 呂 軍.漬水對冬小麥生長的危害及其生理效應[J].植物生理學報，1994，26（3）：221-225.