不同PGPR菌株對松針葉綠素含量的影響

蔡三山 陳京元 胡承輝 陽金華 傅云 劉剛

摘要：筆者將熒光假單胞菌（Pseudomonas?fluorescens）Q2-87、1M1-96、Pf-5和洋蔥伯克霍爾德氏菌（Burkholderia?cepacia）C23等四個PGPR菌株分別于2014年4月和5月接種于火炬松和濕地松苗根部;并于當年8月份利用手持式葉綠素測定儀測定兩種松苗針葉的SPAD值。結果如下：①接種菌株Q2-87和1M1-96的火炬松苗針葉SPAD值顯著高于清水對照;接種菌株Pf-5與接種菌株Q2-87和1M1-96的火炬松苗針葉SPAD值無顯著性差異;②接種菌株Q2-87和1M1-96的濕地松苗針葉SPAD值顯著高于清水對照。根據本文的實驗結果和參閱文獻，我們推斷菌株Q2-87、1M1-96和Pf-5的代謝產物2，4-DAPG誘導火炬松和濕地松苗產生了系統誘導抗病性。

關鍵詞：PGPR;濕地松;火炬松;葉綠素含量

中圖分類號：Q939.96???文獻標識碼：A???文章編號：1004-3020（2015）04-

Effects?of?Different?PGPR?Strains?on?the?Chlorophyll?Content?of

Pine?Needle?Leaf

Cai?Sanshan（1）??Chen?Jingyuan（1）??Hu?Chenghui（1）??Yang?Jinhua（2）??Fu?Yun（3）??Liu?Gang（4）

• Hubei?Academy?of?Forestry??Wuhan??430075;?2.?General?Station?of?Hubei?Provincial?Forest?Pests?and?Diseases?Control?and?Quarantine??Wuhan??430079;?3.?Dangyang?Municipal?Forestry?Bureau??Dangyang??444100;?4.?Songzi?Municipal?Forestry?Bureau?Songzi??434200）

Abstract：?Four?PGPR?strains?including?Pseudomonas?fluorescens?Q2-87，?1M1-96，?Pf-5?and?Burkholderia?cepacia?C23，?were?inoculated?on?loblolly?pine?and?slash?pine?in?April?and?May，?2014，respectively;?The?SPAD?values?of?pine?seedlings?were?measured?using?SPAD?502?PLUS?in?August，?2014.?The?results?were?as?follows：?①The?SPAD?values?of?the?needle?leaves?of?loblolly?pine?seedling?inoculated?with?Q2-87?and?1M1-96?were?significantly?higher?than?that?of?loblolly?pine?seedling?inoculated?with?water;?That?of?loblolly?pine?seedling?inoculated?with?Pf-5?had?no?significant?difference?with?that?of?loblolly?pine?seedling?inoculated?with?Q2-87?and?1M1-96;?②The?SPAD?values?of?the?needle?leaves?of?slash?pine?seedling?inoculated?with?Q2-87?and?1M1-96?were?significantly?higher?than?that?of?slash?pine?seedling?inoculated?with?water.?According?to?the?experimental?results?and?the?references，?we?estimate?that?ISR?was?induced?by?2，4-DAPG?in?the?two?kinds?of?pine?inoculated?with?Q2-87，?1M1-96?and?Pf-5.

Key?words：?PGPR;?Slash?pine;?Loblolly?pine;?Chlorophyll?content

植物根際促生菌（簡稱PGPR）是指能夠促進植物生長、防治病害、增加作物產量的微生物，PGPR對土壤中有害病原微生物與非寄生性根際有害微生物（簡稱DRMO）都有生防作用，對植物吸收利用礦物質營養也有促進作用，并可以產生有益植物生長的代謝產物，從而促進植物的生長發育[1]。陳京元等開展了利用PGPR菌株防治松苗猝倒病的系統性研究，而且發現田間接種Q2-87等菌株的松苗，其成苗率與對照相比得到了顯著提高[2]。本文主要針對Q2-87等菌株對苗圃松苗葉綠素含量的影響進行對比研究。

1材料與方法

• PGPR菌劑的制備

菌株Pseudomonas?fluorescens?Q2-87、1M1-96和Pf-5由美國農業部根病生物防治實驗室（USDA-ARS，?Root?Disease?Biological?Control?Unit）提供，菌株Burkholderia?cepacia?C23由本實驗室分離、鑒定并保存。菌體的制備過程如下：①菌種活化：將保存于-20℃的菌種取出，LB固體平板培養基上劃線，于28℃培養48?h;②一級發酵液的獲得：挑取活化后的菌種單菌落于液體培養基，28℃、200?rpm培養48?h，即得到一級發酵液;③二級發酵液的獲得：吸取一定體積的一級發酵液于液體培養基中，28℃、200?rpm培養48?h，即得到二級發酵液。菌體分離步驟：①發酵液絮凝：將絮凝劑聚合硫酸鐵溶解于水中，然后將聚合硫酸鐵溶液取一定體積加入二級發酵液中，搖勻，靜止一段時間;②絮凝體的過濾：利用普通過濾方式（定性濾紙加漏斗）過濾出絮凝體，即得到菌泥;③菌泥的分散：將菌泥從濾紙上刮取到一定體積的磷酸緩沖液（pH值為6.8）中，并用磁力攪拌器攪拌分散，即得到待施用菌劑。

• 松苗的PGPR菌劑處理

2014年4月4日于當陽市林業技術推廣中心苗圃利用菌劑處理濕地松Pinus?elliottii芽苗，具體方法如下：將剛從沙床上取出的芽苗浸泡于所含菌體為106CFU/mL菌劑稀釋液中5?min，取出后稍微晾干，即用于芽苗移栽，其它步驟按常規的芽苗移栽措施進行。

2014年5月12日于松滋市林科所苗圃利用生防菌劑處理火炬松幼苗，方法如下：利用所含菌體為106CFU/mL菌劑稀釋液對火炬松Pinus?taeda幼苗進行灌根。

• 田間采樣、測定與分析

田間采樣與分析采用系統分組（巢式）設計。2014年8月14～15日，從田間每處理區隨機選取10排（每排約30株）松苗，取松苗垂直方向上位于中間的針葉進行其SPAD值的測量，測量部位位于針葉的中間，測量重復3次，取平均值[3];測量針葉SPAD值的儀器為手持便攜式葉綠素計SPAD?502?PLUS（Minolta?Co.，?Japan）;利用DPS?7.05進行數據統計分析，采用鄧肯氏新復極差法進行數據差異性比較。

2結果與分析

• PGPR菌株對濕地松松針葉綠素含量的影響???

由表1和圖1可知，菌株1M1-96和Q2-87處理的濕地松苗針葉中葉綠素含量均顯著（P<0.05）高于對照，?其中菌株1M1-96處理的濕地松針葉的葉綠素含量最高，?比對照苗提高了19.6%，菌株Q2-87處理的濕地松針葉的葉綠素含量比對照苗提高了16.3%;而菌株Pf-5和C23處理的濕地松苗針葉的葉綠素含量低于對照苗，但與對照苗相比沒有顯著性（P>0.05）差異。

2.2?PGPR菌株對火炬松松針葉綠素含量的影響

由表2和圖2可知，菌株Q2-87和1M1-96處理的火炬松苗針葉中葉綠素含量均顯著（P<0.05）高于對照，?其中菌株Q2-87處理的火炬松針葉的葉綠素含量最高，?比對照苗提高了37.6%，菌株1M1-96處理的火炬松針葉的葉綠素含量比對照苗提高了31.9%;菌株Pf-5菌株處理的火炬松苗針葉的葉綠素含量與菌株Q2-87和1M1-96處理的火炬松苗和對照苗相比均無顯著性（P>0.05）差異;菌株C23處理的火炬松苗針葉的葉綠素含量高于對照苗，但與對照苗相比沒有顯著性（P>0.05）差異。

3討論與結論

顧振芳等研究黃瓜對霜霉病的抗性與葉綠素含量的相關性表明，葉片內葉綠素含量的高低與黃瓜品系抗性強弱呈正相關，葉綠素含量高，葉片光合作用強，積累的有機物質多，抗性也隨之增強;而且，認為通過黃瓜品系葉色的深淺變化來判斷抗病性強是具有一定的參考價值[4]。齊國輝等在研究叢枝菌根真菌對銀杏幼苗在重茬土中生長的影響時發現，不論土壤消毒與否，重茬土中3種叢枝菌根真菌均提高銀杏的葉綠素含量，降低重茬葉枯病的病情指數[5]。沈喜海施用鈦多收后黃瓜抗病能力增強，認為是因為葉綠素含量提高，為植物生長提供了充分的營養保障，同時光合作用增強，生長過程加快，也為植株的抗病性提供了生理基礎[6]。王榮等在研究誘抗劑對彩色棉花一些抗病相關生化物質的影響時發現，采用水楊酸等誘抗劑處理后，植株葉綠素含量增加，促進光合作用，從而增強棉花抵御病害的能力[7]。申屠文月等研究了多效唑對高羊茅草坪草耐熱性的影響，發現施用多效唑增加了高羊茅的葉綠素含量，且增強了耐熱性和抗病性，提高了越夏能力[8]。光合作用是衡量植物合成功能的重要生理指標，而葉綠素是植物光合作用的基礎;當病原物侵染植物后，往往能與葉綠體發生相互作用，導致葉綠體的解體，發病嚴重的甚至葉綠素合成受阻，出現葉片褪綠、黃化或花葉等癥狀;因此，葉綠素含量的高低往往能客觀地反映植物抗病性的強弱[9]。

研究發現，一些PGPR菌株處理植物根部后，植物產生了高效表達的廣譜抗病性，可同時抑制多種病害的發生，這種非致病性細菌所誘導的抗病性稱為“系統誘導抗病性”（induced?systemic?resistance，ISR）[10]。菌株Q2-87、1M1-96和Pf-5均為能產生2，4-二乙酰基間苯三酚（2，4-Diacetylphloroglucinol，2，4-DAPG）的熒光假單胞菌[11];而且2，4-DAPG能夠誘導植物產生ISR，菌株Q2-87和Pf-5已經被證實在植物根際通過分泌2，4-DAPG使植物產生ISR[12]。本文證實了：①菌株Q2-87和1M1-96的松苗葉綠素含量與對照苗相比得到了顯著提高;②接種菌株Pf-5的濕地松苗與接種Q2-87和1M1-96的濕地松苗葉綠素含量有顯著差異，但在火炬松苗上無顯著差異;③而未被證實具有2，4-DAPG遺傳背景的菌株C23則在兩種松苗上與接種Q2-87和1M1-96的松苗葉綠素含量有顯著差異。因此，我們推斷：①菌株Q2-87、1M1-96和Pf-5通過產生的2，4-DAPG誘導松苗產生了ISR，而C23則未能誘導松苗產生ISR;②由于田間根際環境的復雜性和不同松樹種類對2，4-DAPG誘導松苗產生ISR的差異，造成了菌株Pf-5對兩種松苗的效果差異。

通過研究與分析，得出以下結論：①菌株Q2-87和1M1-96處理的濕地松苗葉綠素含量顯著高于對照;而菌株C23不能顯著提高濕地松苗葉綠素含量;②菌株Q2-87、1M1-96和Pf-5處理的火炬松苗葉綠素含量相對于對照均有提高;而菌株C23不能顯著提高火炬松苗葉綠素含量。

參?考?文?獻

[1]陳京元，蔡三山，霍憲起.?松苗猝倒病生物防治研究[C].?第三屆中國森林保護學術大會論文摘要集，2010，?26-33.

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[3]Estes?B，?Enbak?S，?Chappelka?A.?Loblolly?pine?seedling?growth?after?inoculation?with?plant?growth-promoting?rhizobacteria?and?ozone?exposure[J].?2004，?34：?1410-1416.

[4]顧振芳，王衛青，朱愛萍，等.?黃瓜對霜霉病的抗性與葉綠素含量、氣孔密度的相關性[J].?上海交通大學學報（農業科學版），2004，?22（4）：?381-384.

[5]齊國輝，張林平，楊文利，等.?叢枝菌根真菌對重茬銀杏生長及抗病性的影響[J].?河北林果研究，2003，?1：58-61.

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[11]Fuente?L，?Mavrodi?D，?Landa?B，?et?al.?phlD-based?geneticdiversityand?detection?of?genotypes?of?2，4-diacetylphloroglucinol-producing?Pseudomonas?fluorescens[J].?FEMS?Microbiology?Ecology，?2006，?56：64-78.

[12]Weller?D，?Mavrodi?D，?Pelt?J，?et?al.?Induced?Systemic?Resistance?in?Arabidopsis?thaliana?against?Pseudomonas?syringae?pv.?Tomato?by?2，4-Diacetylphloroglucinol-Producing?Pseudomonas?fluorescens[J].?Phytopathology，?2011，?102：403-412.

（責任編輯：鄭京津）