不同PGPR菌株對(duì)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(gè)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(dāng)年8月份利用手持式葉綠素測(cè)定儀測(cè)定兩種松苗針葉的SPAD值。結(jié)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(duì)照;接種菌株P(guān)f-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(duì)照。根據(jù)本文的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和參閱文獻(xiàn)，我們推斷菌株Q2-87、1M1-96和Pf-5的代謝產(chǎn)物2，4-DAPG誘導(dǎo)火炬松和濕地松苗產(chǎn)生了系統(tǒng)誘導(dǎo)抗病性。

關(guān)鍵詞：PGPR;濕地松;火炬松;葉綠素含量

中圖分類號(hào)：Q939.96???文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A???文章編號(hào)：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(jiǎn)稱PGPR）是指能夠促進(jìn)植物生長、防治病害、增加作物產(chǎn)量的微生物，PGPR對(duì)土壤中有害病原微生物與非寄生性根際有害微生物（簡(jiǎn)稱DRMO）都有生防作用，對(duì)植物吸收利用礦物質(zhì)營養(yǎng)也有促進(jìn)作用，并可以產(chǎn)生有益植物生長的代謝產(chǎn)物，從而促進(jìn)植物的生長發(fā)育[1]。陳京元等開展了利用PGPR菌株防治松苗猝倒病的系統(tǒng)性研究，而且發(fā)現(xiàn)田間接種Q2-87等菌株的松苗，其成苗率與對(duì)照相比得到了顯著提高[2]。本文主要針對(duì)Q2-87等菌株對(duì)苗圃松苗葉綠素含量的影響進(jìn)行對(duì)比研究。

1材料與方法

• PGPR菌劑的制備

菌株P(guān)seudomonas?fluorescens?Q2-87、1M1-96和Pf-5由美國農(nóng)業(yè)部根病生物防治實(shí)驗(yàn)室（USDA-ARS，?Root?Disease?Biological?Control?Unit）提供，菌株Burkholderia?cepacia?C23由本實(shí)驗(yàn)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(yǎng)基上劃線，于28℃培養(yǎng)48?h;②一級(jí)發(fā)酵液的獲得：挑取活化后的菌種單菌落于液體培養(yǎng)基，28℃、200?rpm培養(yǎng)48?h，即得到一級(jí)發(fā)酵液;③二級(jí)發(fā)酵液的獲得：吸取一定體積的一級(jí)發(fā)酵液于液體培養(yǎng)基中，28℃、200?rpm培養(yǎng)48?h，即得到二級(jí)發(fā)酵液。菌體分離步驟：①發(fā)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(jí)發(fā)酵液中，搖勻，靜止一段時(shí)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(dāng)陽市林業(yè)技術(shù)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(guī)的芽苗移栽措施進(jìn)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(duì)火炬松Pinus?taeda幼苗進(jìn)行灌根。

• 田間采樣、測(cè)定與分析

田間采樣與分析采用系統(tǒng)分組（巢式）設(shè)計(jì)。2014年8月14～15日，從田間每處理區(qū)隨機(jī)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(jìn)行其SPAD值的測(cè)量，測(cè)量部位位于針葉的中間，測(cè)量重復(fù)3次，取平均值[3];測(cè)量針葉SPAD值的儀器為手持便攜式葉綠素計(jì)SPAD?502?PLUS（Minolta?Co.，?Japan）;利用DPS?7.05進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，采用鄧肯氏新復(fù)極差法進(jìn)行數(shù)據(jù)差異性比較。

2結(jié)果與分析

• PGPR菌株對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)照苗提高了16.3%;而菌株P(guān)f-5和C23處理的濕地松苗針葉的葉綠素含量低于對(duì)照苗，但與對(duì)照苗相比沒有顯著性（P>0.05）差異。

2.2?PGPR菌株對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)照苗提高了31.9%;菌株P(guān)f-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(duì)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(duì)照苗，但與對(duì)照苗相比沒有顯著性（P>0.05）差異。

3討論與結(jié)論

顧振芳等研究黃瓜對(duì)霜霉病的抗性與葉綠素含量的相關(guān)性表明，葉片內(nèi)葉綠素含量的高低與黃瓜品系抗性強(qiáng)弱呈正相關(guān)，葉綠素含量高，葉片光合作用強(qiáng)，積累的有機(jī)物質(zhì)多，抗性也隨之增強(qiáng);而且，認(rèn)為通過黃瓜品系葉色的深淺變化來判斷抗病性強(qiáng)是具有一定的參考價(jià)值[4]。齊國輝等在研究叢枝菌根真菌對(duì)銀杏幼苗在重茬土中生長的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，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(shù)[5]。沈喜海施用鈦多收后黃瓜抗病能力增強(qiáng)，認(rèn)為是因?yàn)槿~綠素含量提高，為植物生長提供了充分的營養(yǎng)保障，同時(shí)光合作用增強(qiáng)，生長過程加快，也為植株的抗病性提供了生理基礎(chǔ)[6]。王榮等在研究誘抗劑對(duì)彩色棉花一些抗病相關(guān)生化物質(zhì)的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，采用水楊酸等誘抗劑處理后，植株葉綠素含量增加，促進(jìn)光合作用，從而增強(qiáng)棉花抵御病害的能力[7]。申屠文月等研究了多效唑?qū)Ω哐蛎┎萜翰菽蜔嵝缘挠绊?，發(fā)現(xiàn)施用多效唑增加了高羊茅的葉綠素含量，且增強(qiáng)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(biāo)，而葉綠素是植物光合作用的基礎(chǔ);當(dāng)病原物侵染植物后，往往能與葉綠體發(fā)生相互作用，導(dǎo)致葉綠體的解體，發(fā)病嚴(yán)重的甚至葉綠素合成受阻，出現(xiàn)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(qiáng)弱[9]。

研究發(fā)現(xiàn)，一些PGPR菌株處理植物根部后，植物產(chǎn)生了高效表達(dá)的廣譜抗病性，可同時(shí)抑制多種病害的發(fā)生，這種非致病性細(xì)菌所誘導(dǎo)的抗病性稱為“系統(tǒng)誘導(dǎo)抗病性”（induced?systemic?resistance，ISR）[10]。菌株Q2-87、1M1-96和Pf-5均為能產(chǎn)生2，4-二乙?；g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(dǎo)植物產(chǎn)生ISR，菌株Q2-87和Pf-5已經(jīng)被證實(shí)在植物根際通過分泌2，4-DAPG使植物產(chǎn)生ISR[12]。本文證實(shí)了：①菌株Q2-87和1M1-96的松苗葉綠素含量與對(duì)照苗相比得到了顯著提高;②接種菌株P(guān)f-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(shí)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(chǎn)生的2，4-DAPG誘導(dǎo)松苗產(chǎn)生了ISR，而C23則未能誘導(dǎo)松苗產(chǎn)生ISR;②由于田間根際環(huán)境的復(fù)雜性和不同松樹種類對(duì)2，4-DAPG誘導(dǎo)松苗產(chǎn)生ISR的差異，造成了菌株P(guān)f-5對(duì)兩種松苗的效果差異。

通過研究與分析，得出以下結(jié)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(duì)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(duì)于對(duì)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(xiàn)

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（責(zé)任編輯：鄭京津）