內生菌對鎘和鹽單一及復合脅迫下水稻幼苗生長及生理特性的影響

董芮萌 王佳瑤 朱夢卓 趙曉妍 朱淼 汪雅楠 王澤 馬蓮菊

摘要 以水稻為材料，研究內生菌侵染對鎘和鹽單一及復合脅迫下水稻幼苗生長生理的影響。用濃度為50 μmol/L CdCl 2溶液和100 mmol/L NaCl溶液對內生菌侵染（Endophyte infected，E+）與內生菌未侵染（Endophyte non-infected，E-）的水稻種子進行單一與復合脅迫處理。與內生菌未侵染的相比，內生菌侵染的水稻幼苗的株高、根長、葉綠素含量、可溶性蛋白含量和可溶性糖含量均提高，抗氧化酶SOD、POD、CAT活性增強，MDA和脯氨酸含量均下降。內生菌侵染可以緩解鎘和鹽單一及復合脅迫下水稻幼苗生長的不利影響，幫助水稻幼苗抵抗逆境。

關鍵詞 水稻;內生菌;鎘脅迫;鹽脅迫

中圖分類號 S 511? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2021）19-0031-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.19.008

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Effects of Endophytes on Growth and Physiological Characteristics of Rice Seedlings under Single and Combined Stresses of Cadmium and Salt

DONG Rui-meng， WANG Jia-yao，ZHU Meng-zhuo et al

（College of Life Science， Shenyang Normal University， Shenyang， Liaoning 110034）

Abstract With rice seedlings as tested materials， the effects of endophytes on the growth and physiological characteristics of rice seedlings were studied under single and combined stresses of cadmium and salt. 50 μmol/L CdCl 2 solution and 100 mmol/L NaCl solution were used to treat infected with （E+） and non-infected with （E-） rice seedlings as single and combined stress. Compared with E-， E+ increased their plant height， root length， the content of chlorophyll， soluble protein and soluble sugar， enhanced antioxidant enzymes SOD， POD and CAT activity， decreased MDA and proline content. Endophyte infection could alleviate the adverse effects of cadmium and/or salt on the growth of rice seedlings， and help rice seedlings resist adversity.

Key words Rice;Endophytes;Cadmium stress;Salt stress

基金項目 遼寧省教育廳項目（LJC201912，LZD201901，LZD202004）;沈陽師范大學大創項目（X202010166377）。

作者簡介 董芮萌（1996—），女，遼寧朝陽人，碩士研究生，研究方向：生物化學與分子生物學。*通信作者，教授，博士，碩士生導師，從事生物化學與分子生物學研究。

收稿日期 2021-03-13;修回日期 2021-05-12

水稻作為中國種植面積最大的糧食農作物，其種植面積可達3 000萬hm2，年產量占糧食作物的 40% 以上，我國 65% 以上人口以水稻作為食物的主要來源[1]。水稻屬于鹽中度敏感植物[2]，土壤鹽漬化是在水稻生長環境中制約著水稻生長的一個重要因素[3]。鎘是污染性強的一種重金屬，中國耕地面積中約有1.3萬hm2被重金屬鎘污染[4]。而Cd是植物的非必需元素，植物自身吸收的Cd會通過食物鏈影響人類的健康。有研究表明，降低稻米中鎘含量可以減少人體食用稻米所造成的危害[5]。因此，如何采取措施減弱鎘和鹽單一及復合脅迫對水稻生長的影響，是當前急需解決的問題之一。

植物內生菌是一類既能寄生在植物體內，又不使植物產生任何不良反應的微生物[6]。越來越多的研究表明，內生菌可增加寄主植物生長速率，增強寄主植物在重金屬、鹽堿、高溫、蟲害、干旱等逆境條件下的抗性[7-8]。堿蓬是一種一年生耐鹽堿草本植物，主要生長在鹽堿地和海濱等地區，具有較高的耐鹽性[9-10];堿蓬還具有一定耐鎘性，能在一定程度上富集重金屬鎘[11-12]。鑒于此，筆者以水稻為試驗材料，探究堿蓬內生菌高Y1-1對鎘和鹽單一及復合脅迫下水稻幼苗相關生理指標、葉綠素含量、滲透調節物質、抗氧化酶活性的影響，研究內生菌與水稻幼苗抗性之間的關系，為內生菌緩解水稻幼苗鎘和鹽復合脅迫的機理研究提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗菌種

堿蓬內生菌高Y1-1菌株由沈陽師范大學微生物實驗室提供，菌株于4 ℃冰箱中保存。

1.2 材料處理

將水稻“遼星1號”種子（由遼寧省稻作研究所提供）用 1% NaClO中消毒15 min，用去離子水反復沖洗后，28 ℃萌發過夜。用去離子水在鋪滿濾紙的培養皿中催芽1 d后，選取大小一致且破胸的種子，放在帶有紗網的裝有Hoagland營養液的無菌燒杯中培養，燒杯放置在人工氣候箱（光照強度為3 000 lx;相對濕度為80%;光照/黑暗為16 h/8 h;晝夜溫度為 29 ℃/25 ℃）內培養，每天補充填加Hoagland營養液。先用不同濃度的菌液（0、5%、10%、15%、20%、25%）處理水稻種子，篩選最適菌液濃度。然后將水稻分為2組，即內生菌侵染組（E+）和內生菌未侵染組（E-），直到幼苗長至兩葉一心期時，用50 μmol/L CdCl 2溶液、100 mmol/L NaCl溶液對水稻幼苗進行處理，在處理完水稻幼苗的第7天對水稻幼苗相關生理指標進行測定。