長枝木霉T6菌株對小麥耐鹽性的影響

張樹武，徐秉良，劉　佳，李　萍

(甘肅農業(yè)大學植物保護學院， 甘肅 蘭州 730070)

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長枝木霉T6菌株對小麥耐鹽性的影響

張樹武，徐秉良，劉佳，李萍

(甘肅農業(yè)大學植物保護學院， 甘肅 蘭州 730070)

利用NaCl溶液模擬鹽脅迫條件，測定了長枝木霉T6菌株耐鹽性及其對小麥耐鹽性的影響。結果表明：當NaCl溶液濃度為30～50 mg·mL-1時，其對長枝木霉T6菌株生長具有顯著的抑制作用，并且其影響作用隨著NaCl溶液濃度的升高而增強，隨著處理后培養(yǎng)時間的增加而逐漸減小，但當NaCl溶液濃度為10、20 mg·mL-1時，與對照相比其對長枝木霉T6菌株生長無顯著影響，且表現(xiàn)出較強的耐鹽性；長枝木霉T6菌株對NaCl溶液脅迫下小麥種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、萌發(fā)指數、胚芽和胚根長度具有明顯的促生作用，且與對照相比分別增加了3%～15%、6%～14%、4%～16%、9%～34%和9%～31%。因此，長枝木霉T6菌株具有較強的耐鹽性和解鹽促生作用。

木霉菌；小麥；耐鹽性；解鹽促生作用

近年來，土壤鹽漬化已成為一個世界性問題，日益威脅著人類賴以生存的土地資源和農業(yè)生產[1-2]。據統(tǒng)計，全世界鹽堿土面積約占土地總面積的7%左右，并有逐年增加的趨勢[3]。我國鹽漬化土壤面積約為1.0×108hm2，約占土地總面積37%[4]。張金盛等[5]研究表明溫室中黃瓜(Cucumissativus)根際土壤鹽含量為0.2%～0.6%，已達到中高度鹽漬化水平。同時，土壤鹽漬化是影響植物生長的主要逆境因素之一，不僅影響植物代謝和光合作用，而且能夠降低植物對土壤養(yǎng)分和微量元素的攝入[6]。已有研究表明，NaCl 是鹽漬化土壤最主要的成分，在其脅迫下植物會出現(xiàn)營養(yǎng)失衡、滲透功能受損和活性氧過量，進而導致膜完整性破壞、光合電子傳遞系統(tǒng)失活、激素平衡破壞、生物量積累下降、蛋白質變性和核酸斷裂，甚至細胞死亡[7-8]。因此，如何改良鹽堿化土壤已成為目前急需解決的問題之一。

目前，對于土壤鹽漬化主要采用農業(yè)措施、水利工程和化學改土等傳統(tǒng)措施，但這些措施均存在投入大、周期長和見效慢等缺點[9-11]。鑒于此，近年來利用植物根際有益微生物提高植物耐鹽性和改良土壤鹽堿化水平已有相關研究，表明根際有益微生物不僅可以促進植物生長發(fā)育和提高產量，而且可以提高作物耐受逆境條件的能力，但目前研究較多的植物根際有益微生物為假單胞菌屬(Pseudomonasspp.)[12-13]。另外，有關真菌方面的研究，Rouphael等[14]研究發(fā)現(xiàn)鹽堿條件下，接種菌根真菌(Glomusintreradices)能夠促進黃瓜植株生長，但是目前國內在此方面研究較多的為根際促生菌的篩選，而有關提高作物在逆境下生長的專用微生物制劑較罕見。

木霉菌(Trichodermaspp.)是自然界中廣泛分布的一類生防真菌，有關其對植物病原菌拮抗方面已有較多研究[15]，并且已有研究表明木霉菌是一類能夠刺激作物生長并增強其抗生物和非生物脅迫的多功能益生菌，如哈茨木霉(T.harzianum)1295-22能夠提高氧化脅迫下甜玉米(ZeamaysL. ssp.saccharata)種子活力[16]，但目前國內外有關長枝木霉T6菌株耐鹽性及其對小麥耐鹽性的影響等方面研究較少。因此，本試驗通過利用NaCl溶液模擬鹽脅迫逆境條件，測定長枝木霉T6菌株耐鹽性，以及其對小麥種子耐鹽性的影響，將為進一步完善長枝木霉T6菌株與植物的互作奠定理論基礎，同時對于進一步擴大生防木霉菌的應用范圍具有重要的實踐意義。

1　材料與方法

1.1材料

1.1.1供試菌株長枝木霉(Trichodermalongibrachiatum)T6菌株由甘肅農業(yè)大學植物病理實驗室分離篩選并保存。

1.1.2供試小麥品種小麥(Triticumaestivum)品種為永良4號，該品種具有抗青枯早衰，適應性強和穩(wěn)產性好等特性，購買于甘肅省農科院種子有限責任公司。

1.2試驗方法

1.2.1分生孢子懸浮液制備向在PDA平板上培養(yǎng)6 d的長枝木霉T6菌株加入一滴土溫-80(Tween-80)和5 mL無菌水充分震蕩使其分生孢子脫落在無菌水中，并利用血球計數板計數原液濃度，使其濃度為1.0×108cfu·mL-1。

1.2.2NaCl溶液脅迫對長枝木霉T6菌株生長的影響待PDA培養(yǎng)基冷卻至50℃時，分別加入不同質量NaCl分析純AR(無色晶體，國藥集團化學試劑有限公司生產)，使培養(yǎng)基中NaCl溶液濃度分別為10、20、30、40 mg·mL-1和50 mg·mL-1，充分搖勻后，均勻倒入培養(yǎng)皿中制成平板。然后，將培養(yǎng)5 d的長枝木霉T6菌株經打孔器制取直徑為5 mm菌餅，移植于含有不同濃度NaCl溶液的平板中央，并置于25℃和16 h光照條件的恒溫培養(yǎng)箱內培養(yǎng)。試驗以無菌水作為對照，每個處理和對照均為6個重復。待培養(yǎng)3 d時采用“十字交叉法”測量菌落直徑并觀察其形態(tài)，并于培養(yǎng)第7天時利用血球計數板測定其產孢量。

1.2.3種子處理挑選飽滿且大小一致的小麥種子，經5% NaClO消毒5 min，無菌水沖洗5次，然后將其置于長枝木霉T6菌株孢子懸浮液(1.0×108cfu·mL-1)或無菌水中浸種(對照)，并置于溫度為25℃和光照為16 h的恒溫箱中進行處理12 h，每個處理和對照均重復6次。

1.2.4NaCl溶液脅迫下長枝木霉T6菌株對小麥種子萌發(fā)和幼苗生長的影響將經過長枝木霉T6菌株分生孢子懸浮液和無菌水處理的小麥種子均勻擺放于鋪有一層吸水棉和濾紙的培養(yǎng)皿(d=9 cm)內，每個培養(yǎng)皿50粒，重復6次。然后，向培養(yǎng)皿中分別加入10 mL濃度為0 (無菌水)、10、20、30、40 mg·mL-1和50 mg·mL-1NaCl溶液進行長枝木霉T6菌株對小麥種子萌發(fā)和幼苗生長影響的測定，并置于25℃和16 h光照恒溫箱中進行發(fā)芽處理，發(fā)芽過程中如果缺水及時補充無菌水和NaCl溶液。以胚根超過種子長度一半為標準開始計數，每隔24 h記錄各處理和對照的發(fā)芽數，并計算其發(fā)芽率、發(fā)芽勢和萌發(fā)指數[17]。同時，處理后第5天分別隨機從各處理和對照的每個重復中抽取30粒供試種子，洗凈并吸干水分后測定其胚芽和胚根長度[18]。

發(fā)芽勢(%)=(處理后前3天內發(fā)芽種子數/參試種子總數)×100

發(fā)芽率(%)=(全部發(fā)芽種子數/參試種子總數)×100

萌發(fā)指數(%)=Gt/Dt(式中Gt為發(fā)芽后t日內發(fā)芽數，Dt為相應的發(fā)芽天數)

1.3數據統(tǒng)計

采用SPSS16.0軟件和單因素方差分析統(tǒng)計各處理平均值差異，并利用Duncan氏新復極差法進行差異顯著性檢驗。

2　結果與分析

2.1NaCl溶液脅迫對長枝木霉T6菌株生長的影響

結果表明，不同濃度NaCl溶液處理對長枝木霉T6菌株生長具有不同程度的影響，尤其在處理后第3、4天內對其生長影響較大，但隨著處理時間增加，對其生長的影響作用逐漸減小，尤其處理后第5、6和7天，濃度為10、20 mg·mL-1NaCl溶液處理對其生長無顯著影響，并表現(xiàn)出較強的耐鹽性，但濃度為40、50 mg·mL-1NaCl溶液處理后對長枝木霉T6菌株生長具有顯著的抑制作用(圖1和表1)。同時，處理后第7天濃度為10 mg·mL-1NaCl溶液處理后對長枝木霉T6菌株產孢量具有顯著的影響，且其產孢量顯著高于對照，而其它濃度NaCl溶液處理后其產孢量低于對照(表1)。

注 Note：Ⅰ：處理后5天菌落正面形態(tài) The front colony morphology on 5th day after treatment；A—CK， B—10 mg·mL-1， C—20 mg·mL-1， D—30 mg·mL-1， E—40 mg·mL-1， F—50 mg·mL-1。 Ⅱ：處理后5天菌落反面形態(tài) The back colony morphology on 5th day after treatment；G—CK， H—10 mg·mL-1， I—20 mg·mL-1， J—30 mg·mL-1， K—40 mg·mL-1， L—50 mg·mL-1。

圖1　不同濃度NaCl溶液對長枝木霉T6菌株菌落生長的影響

注：表中數據均為6個重復的平均值，其中產孢量為處理后第7天數據。同列數據后不同小寫字母表示經Duncan氏新復極差法檢驗在P<0.05水平差異顯著，下同。

Note: The data in the table are means of six replicates, and the number of spore production was determined on 7th day after treatment. Different lowercase letters in the same column mean significant difference atP<0.05 level by Duncan’s new multiple range test, respectively. The same below.

2.2NaCl溶液脅迫下長枝木霉T6菌株對小麥種子萌發(fā)的影響

與無菌水處理相比，不同濃度NaCl溶液模擬鹽溶液脅迫條件下，長枝木霉T6菌株處理對小麥種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢和萌發(fā)指數都有不同程度的提高，但處理后其發(fā)芽率、發(fā)芽勢和萌發(fā)指數隨著NaCl溶液濃度的增加而減??；處理后第5天其發(fā)芽率和萌發(fā)指數最高，且與無菌水處理相比，小麥種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢和萌發(fā)指數分別提高了3%～15%、6%～14%和4%～16%(表2)。

2.3NaCl溶液脅迫下長枝木霉T6菌株對小麥種子生長的影響

結果表明，與對照相比，長枝木霉T6菌株對NaCl溶液脅迫下小麥種子生長具有顯著的影響，尤其不同鹽濃度處理第7天后，與無菌水處理相比，經長枝木霉T6菌株處理過的小麥種子胚芽和胚根長度明顯高于無菌水處理(圖2)。長枝木霉T6菌株處理后其胚芽長度的增長率為9%～34%，胚根長度的增長率為9%～31%(圖3)。

3　討　論

Henk等[19]研究表明，少量鹽分能夠刺激木霉菌生長，而過多鹽分能夠抑制木霉菌的生長。本試驗研究表明，不同濃度NaCl溶液脅迫對長枝木霉T6菌株生長具有不同程度的影響，輕度鹽脅迫條件(≤20 mg·mL-1)對其生長無顯著影響，但是高濃度鹽脅迫對其生長具有顯著的抑制作用。林振亞等[20]研究表明，在含鹽量為0.6%的PDA培養(yǎng)基上木霉菌分生孢子數量相對較高，且明顯高于無鹽培養(yǎng)條件下的產孢量，而在其它含鹽量培養(yǎng)基上分生孢子產量呈降低趨勢。本試驗研究發(fā)現(xiàn)當鹽濃度為10 mg·mL-1時，其產孢量顯著高于無鹽培養(yǎng)，但隨著鹽濃度的增加其產孢量顯著降低，進而表明鹽濃度為10 mg·mL-1時對長枝木霉T6菌株生長無顯著影響，且能促進其產生大量的孢子，表現(xiàn)出較強的耐鹽性。

表2　NaCl溶液處理后長枝木霉T6菌株對小麥種子萌發(fā)的影響

注：表中數據均為6個重復的平均值，其中發(fā)芽率和萌發(fā)指數為處理后第5天數據。

Note: The data in the table are means of six replicates, and the germination rates and index were determined on 5th day after treatment.

注：A和B分別表示長枝木霉T6菌株和無菌水處理；a、b、c、d、e和f分別表示NaCl濃度為0、10、20、30、40、50 mg·mL-1。

Note: A and B representTrichodermalongibrachiatumT6 and sterile water treatment； a, b, c, d, e and f represent 0、10、20、30、40、50 mg·mL-1of NaCl solution.

圖2　NaCl溶液脅迫下長枝木霉T6菌株對小麥種子生長的影響

注：圖中數據均為6個重復平均值，其中胚芽(A)和胚根(B)長度為處理后第7天數據。

Note: The data in the table are means of six replicates, and the plumule(A) and radicle(B) length were determined on 7th day after treatment.

圖3NaCl溶液處理后長枝木霉T6菌株對小麥種子生長的影響

Fig.3Effect of the strain ofTrichodermalongibrachiatumT6 on wheat seed growth after treated with NaCl solution

另外，相關文獻表明，木霉菌具有提高和緩解植物耐受干旱、鹽堿、低溫和重金屬污染等能力[21-23]，如Azarmi等[24]研究表明，木霉菌能夠顯著降低土壤中Na+濃度，進而促進番茄(Solanumlycopersicum)的生長和降低鹽害對其生長的影響。同時，Rawat等[25]和Brotman等[26]研究發(fā)現(xiàn)木霉菌不僅可以降低鹽害對植物的影響，而且可以促進植物生長，如Mastouri等[27]研究發(fā)現(xiàn)，多種非生物脅迫如滲透壓、冷或熱壓力和鹽堿等條件下，哈茨木霉T22可以提高種子的萌發(fā)率，減少滲透脅迫或脂質過氧化物的含量，從而緩解氧化性損傷。然而，目前已發(fā)現(xiàn)的木霉菌株其中以哈茨木霉(T.harzianum)T-22菌株研究最為深入，其可促進玉米(Zeamays)等多種植物的根系發(fā)育及植物生長[28]。本試驗通過不同濃度NaCl溶液模擬鹽脅迫條件，發(fā)現(xiàn)長枝木霉T6菌株不僅能夠顯著提高小麥種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和萌發(fā)指數，而且能夠促進其胚根和胚芽的生長，進而表明長枝木霉T6菌株具有較強的解鹽促生作用，且其解鹽促生作用明顯高于前期研究結果，其原因可能與不同菌株耐鹽性和解鹽促生作用能力的強弱有關。

因此，本試驗發(fā)現(xiàn)長枝木霉T6菌株具有較強的耐鹽性和解鹽促生作用，但目前對于其解鹽促生作用機理，以及鹽分脅迫對其生防效果有無顯著的影響等方面尚需進行深入和系統(tǒng)的研究。

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Effect of the strain ofTrichodermalongibrachiatumT6 on wheat salinity tolerance

ZHANG Shu-wu, XU Bing-liang, LIU Jia, LI Ping

(CollegeofPlantProtection,GansuAgriculturalUniversity,Lanzhou,Gansu730070,China)

This research aimed to determine the effect ofTrichodermalongibrachiatumT6 on wheat salinity tolerance. The salinity tolerance ofT.longibrachiatumT6 and its effect on wheat salinity tolerance were determined and simulated by different concentrations of NaCl solutions. Results showed that NaCl solutions had significant effect on growth ofT.longibrachiatumT6 under the concentrations ranging from 30 to 50 mg·mL-1, with the effect increasing as NaCl concentration increased. But as the incubation time prolonged, the effect decreased gradually. However, compared with control, there existed no significant effect with NaCl concentrations of between 10 and 20 mg·mL-1. In addition, the strain ofT.longibrachiatumT6 had significant promoting effect on wheat seed germination rates, germination potential, germination index, plumule and radicle length by NaCl treatments, increased by 3%～15%, 6%～14%, 4%～16%, 9%～34% and 9%～31%, respectively. Therefore,T.longibrachiatumT6 has a stronger salinity tolerance and promoting effect on plant growth under salt stress.

Trichodermaspp.; salt stress; salt tolerance; wheat; plant growth promotion under salt stress

1000-7601(2016)04-0101-05

10.7606/j.issn.1000-7601.2016.04.15

2015-10-20

甘肅省農牧廳生物技術專項(GNSW-2009-04，GNSW-2013-19)；甘肅省教育廳項目(042-03)

張樹武(1986—)，男，甘肅慶陽人，博士研究生，研究方向為植物病原學及植物病害。 E-mail:zhangsw704@126.com。

徐秉良(1962—)，女，浙江桐鄉(xiāng)人，教授，主要研究方向為植物病原學及植物病害。 E-mail: xubl@gsau.edu.cn。

S512.1; Q939.9

A