干旱脅迫下植物內生菌提取物對玉米萌芽期抗旱性的影響

劉國麗　王娜　龔娜　楊鎮　楊濤

摘要：為考察植物內生菌提取物對玉米抗旱能力的影響，采用10%PEG-6000溶液模擬干旱脅迫進行玉米種子催芽試驗。試驗組種子用植物內生菌代謝產物SRD進行不同濃度處理，對照組以同體積純凈水替代，脅迫7d后測定玉米種子的胚芽長、胚根長、胚芽干重、胚根干重，計算貯藏物質運轉率、發芽率等指標。結果表明，植物內生菌提取物SRD對玉米發芽率沒有影響；濃度200ng/mL SRD處理對沈玉21作用效果最好，胚芽長度為11.53cm，比對照增加11.08%，胚根長度增加不顯著，貯藏物質運轉率提高10.63%；25ng/mL SRD處理對鐵研58作用效果最好，胚芽長、胚根長分別為10.40cm和22.06cm，比對照分別增加26.21%和10.13%，貯藏物質運轉率比對照提高3.58%。說明SRD能不同程度地促進干旱脅迫下玉米種子萌芽期的生長。

關鍵詞：干旱脅迫；玉米；內生菌提取物；萌芽期；抗旱性

中圖分類號：S513.01

文獻標識號：A

文章編號：1001-4942（2015）10-0039-03

植物內生菌作為一種新型微生物資源，提取和分離其代謝產物是一條尋找新型天然活性物質的重要途徑。植物內生菌產生的次級代謝產物不僅可以抵抗植物的病蟲害，同時還有促進植物生長的作用等。研究表明，內生菌對宿主植物生長的促進作用是由于它能產生植物生長調節物質，如生長素（IAA）、赤霉素（GA）和細胞激動素（PK）等，從而間接影響植物的生長發育，主要表現在對幼苗存活、種子發芽、花序形成、分蘗生長等具有促進作用。

玉米是世界上主要糧食作物之一，同時又是旱地作物中需水量最大、對干旱脅迫很敏感的作物，在我國許多玉米種植區如東北遼寧、華北、西北等地經常遭受干旱威脅，導致玉米產量損失嚴重。如何增強玉米自身的抗旱能力，已成為目前玉米栽培研究急需解決的問題。鑒于此，本研究采用10%PEG-6000溶液模擬干旱脅迫進行玉米種子催芽試驗，同時通過使用植物內生菌提取物SRD拌種來研究其對玉米種子發芽的影響，旨在探明SRD提高作物抗旱性的機理，為提高玉米抗旱性找到新的方法和途徑。

1材料與方法

1.1試驗材料

試驗于2014年5月進行，供試玉米品種為鐵研58和沈玉21。拌種材料為3種野生植物根系內生菌提取物按一定比例混合而成的產物，即SRD。內生菌菌株分別為鏈格孢、鏈格孢屬、晶粒鬼傘，均由遼寧省農業科學院微生物工程中心分離保存。

1.2試驗設計和方法

1.2.1玉米種子預處理 玉米種子用75%酒精消毒3min后用無菌蒸餾水沖洗干凈，待自然風干后備用。

1.2.2植物內生菌提取物SRD拌種濃度 設置SRD濃度為25、50、75、100、200ng/mL，并分別用其拌種，對照（CK）用同體積水拌種。

1.2.3種子發芽 種子晾干后置于發芽機中，加適量10%PEG-6000溶液模擬干旱，25℃溫度下發芽，每個發芽機中擺放種子80粒，為一個處理。

1.2.4形態及生理指標測定 培養至第7d剪下胚芽、胚根，測量胚芽、胚根長，然后把胚芽、胚根和殘留種子分別用濾紙包好，置于105℃烘箱中殺青5min，后于85℃恒溫烘箱中烘干稱重。并同時統計發芽率及測定貯藏物質運轉率。貯藏物質運轉率=（芽+根）干質量/（芽+根+籽粒）干質量×100%。

1.3數據處理及分析

利用Microsoft Excel進行數據處理，方差分析采用SPSS數據處理系統。

2結果與分析

2.1不同濃度SRD對兩玉米品種發芽率的影響

發芽率在一定程度上可以反映玉米對干旱的耐受能力。不同濃度植物內生菌提取物SRD對兩品種發芽率的影響沒有明確規律，說明SRD對玉米發芽率的作用不顯著。

2.2不同濃度SRD對兩玉米品種胚芽長的影響

干旱脅迫下，玉米種子的胚芽生長會受到影響。從表2中可以看出，不同濃度植物內生菌提取物SRD處理后，玉米胚芽長與對照相比其變化程度不同。隨SRD濃度增加，沈玉21胚芽長呈逐漸增加趨勢，以200ng/mL濃度處理胚芽最長，為11.53cm，比對照增加11.08%，差異達顯著水平，其次為100ng/mL濃度處理，胚芽長為11.18cm，比對照增加7.71%。鐵研58以25ng/mL濃度處理效果最好，胚芽長為10.40cm，比對照增加26.21%；其次為50ng/mL濃度處理，胚芽長為9.75cm，比對照增加18.33%，差異均達極顯著水平。說明SRD在干旱脅迫下可以提高兩品種的生長能力，但兩品種對SRD處理的表現不同，這可能與玉米品種本身的抗旱能力有關。

2.3不同濃度SRD對玉米胚根長的影響

玉米根系生長在干旱情況下會有所下降。如表3所示，不同濃度SRD處理種子后，沈玉21的胚根長處理間沒有顯著差異；鐵研58的胚根長則隨SRD濃度增加呈逐漸下降趨勢，以25ng/mLSRD處理的胚根最長，達22.06cm，比對照增加10.13%，連同50、75ng/mL SRD濃度處理三者均比對照增加且差異達到顯著水平。

2.4不同濃度SRD對玉米貯藏物質運轉率的影響

張健、徐明慧等對玉米種子萌發期抗旱性的研究表明，貯藏物質運轉率可以作為萌發期抗旱性鑒定的一個指標。由表4看出，沈玉21貯藏物質運轉率最高的是SRD濃度為200ng/mL的處理，為31.42%，比對照高10.63%；鐵研58，SRD各濃度處理的貯藏物質運轉率均比對照高，最高的SRD濃度為75ng/mL的處理，貯藏物質運轉率為31.06%，比對照高11.25%。

3結論與討論

我國東北、華北、西北等地都經常遭受旱害，成為影響玉米生產的重要因素。故研究提高玉米的抗旱性，尤其是萌發期的抗旱性，對于玉米生產具有重要意義。本試驗采用10%PEG-6000模擬干旱環境，用植物內生菌提取物SRD處理玉米種子研究其對發芽期的影響，發現SRD在不同程度上促進了玉米種子胚芽、胚根的生長及貯藏物質的運轉，總體上看，高濃度的SRD對玉米萌芽沒有抑制作用，但SRD的最適作用濃度有所差異，這可能與不同玉米品種本身的抗旱能力有關。

抗旱指標的選取對于考察種子對干旱的適應程度也很重要。干旱脅迫下，玉米種子的吸水速率降低，胚根長、胚芽長均會受到影響。吳文榮認為在萌芽期，相對發芽勢、相對發芽率、貯藏物質運轉率、胚根長、胚根干重與種子萌發抗旱指數顯著相關，這幾個指標可以作為玉米萌芽期抗旱性鑒定指標。本試驗中，SRD對玉米發芽率影響不大，SRD對胚芽生長的促進作用最為明顯，其次是對胚根長。綜合看，以胚根長、胚芽長和貯藏物質運轉率作為主要指標考察，沈玉21以200ng/mL植物內生菌提取物作用效果最好，鐵研58以25ng/mL效果最好。

本試驗只研究了植物內生菌提取物對玉米萌芽期抗旱性的影響，還需進一步考察其對多個其它苗期生理生化指標的影響，以進一步明確它對玉米抗旱性的作用。另外，實驗室條件與實際大田應用還有一定的差別，植物內生菌代謝產物提高玉米抗旱能力的效果還需進一步做好田間試驗。endprint