根際促生菌對棉苗鹽堿脅迫的緩解效應(yīng)

龐學(xué)兵，王朝陽，王愛英，易小龍，郭建強(qiáng)，裴 娟，王 軍

(1.石河子大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，農(nóng)業(yè)生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆石河子 832000 2.新疆農(nóng)墾科學(xué)院，新疆石河子 832000)

根際促生菌對棉苗鹽堿脅迫的緩解效應(yīng)

龐學(xué)兵1，王朝陽1，王愛英1，易小龍1，郭建強(qiáng)1，裴 娟1，王 軍2

(1.石河子大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，農(nóng)業(yè)生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆石河子 832000 2.新疆農(nóng)墾科學(xué)院，新疆石河子 832000)

為探究根際促生菌(PGPR)對棉苗鹽堿脅迫下的緩解效應(yīng)，采用1株具ACC脫氨酶活性的PGPR菌株P(guān)2處理棉花，測定不同質(zhì)量濃度鹽堿脅迫下棉花的相關(guān)生理指標(biāo)。結(jié)果表明，在鹽堿脅迫下，PGPR能緩解棉苗所受的毒害，且隨著鹽堿質(zhì)量濃度的增大緩解作用越明顯。在10 g/L的混合鹽堿脅迫下，P2菌株處理后棉花種子的萌發(fā)率提高185%；可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高69.55%，可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高43.67%，提高棉花的滲透調(diào)節(jié)能力；丙二醛摩爾濃度下降35.33%，過氧化物酶活性升高64.9%，降低脅迫對棉花的傷害；同時(shí)，葉片的光合能力、根系活力及根系發(fā)育情況也明顯優(yōu)于無菌處理。表明具有ACC脫氨酶活性的菌株P(guān)2能有效緩解鹽堿脅迫對棉苗的抑制，提高棉苗的抗鹽堿性。

棉花；鹽堿脅迫；根際促生菌(PGPR)；生理響應(yīng)

土壤鹽堿化是導(dǎo)致鹽堿地區(qū)作物產(chǎn)量降低的最主要因素之一。中國約有鹽漬化土壤1.7×107hm2，1/3耕地存在不同程度的鹽漬化問題[1]。新疆的鹽漬化問題尤為嚴(yán)重，新疆鹽漬化耕地共計(jì)1.47×106hm2，占全疆耕地總面積的32%[2]。并且，近年新疆對膜下滴灌技術(shù)的應(yīng)用逐漸成熟，膜下滴灌種植已經(jīng)成為新疆農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中重要的科學(xué)技術(shù)，但由于滴灌條件下淋溶作用微弱，難以利用灌溉水有效地淋洗鹽分，鹽分僅在土層中轉(zhuǎn)移而無法消除，從而造成農(nóng)田的次生鹽堿化，加重新疆耕地的鹽堿危害[3-4]。

棉花是新疆最重要的經(jīng)濟(jì)作物，盡管棉花的耐鹽堿性較強(qiáng)，在低鹽堿條件下有利于棉花出苗、生長，提高產(chǎn)量和品質(zhì)；而在高鹽堿條件下棉花出苗困難，生長遲緩，嚴(yán)重影響棉花的產(chǎn)量和品質(zhì)[5]。棉花耐鹽生理的研究大多以NaCl脅迫為主，少有碳酸鹽脅迫的研究，忽略鹽堿共存的實(shí)際情況。因此，在對棉花耐鹽生理的研究中，單以NaCl脅迫并不準(zhǔn)確，應(yīng)當(dāng)突出混合鹽堿脅迫對棉花的影響。

鹽堿脅迫會(huì)提高植物中內(nèi)源乙烯的產(chǎn)量，而過量的乙烯會(huì)導(dǎo)致植物發(fā)育受阻，甚至死亡，任何減少鹽分的機(jī)制都可以降低鹽誘導(dǎo)所產(chǎn)生的乙烯，從而減少乙烯對植物生長造成的消極影響[6]。而具有ACC脫氨酶活性的根際促生菌(PGPR)可以分解乙烯的前體物質(zhì)ACC，降低植物體內(nèi)的乙烯水平，從而緩解植物在逆境的不良反應(yīng)，提高植物對逆境的抗性[7-8]。

因此，本文研究在不同質(zhì)量濃度的單鹽(NaCl)、單堿(NaHCO3)及混合鹽堿(NaCl+NaHCO3)脅迫下，產(chǎn)ACC脫氨酶的促生菌P2對棉苗萌發(fā)及生長的影響，探究促生菌對棉花鹽堿脅迫下的生理響應(yīng)，以期為鹽堿地的棉花種植、促生菌的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試菌株為石河子大學(xué)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室分離的 PGPR菌株P(guān)2，該菌株具有ACC脫氨酶活性。供試棉花為‘新陸早33號(hào)’，由石河子大學(xué)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供。

1.2 材料處理

1.2.1 菌懸液的制備 將純化后的P2菌株接種至牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基。在振蕩培養(yǎng)箱中于37 ℃、200 r/min條件下恒溫振蕩培養(yǎng)48 h。取出后按每200 mL液體培養(yǎng)基接種1 mL菌懸液的比例接種至新的培養(yǎng)基中，振蕩培養(yǎng)24 h，制備成108mL-1的菌懸液。

1.2.2 種子消毒 挑選飽滿、大小一致的棉種，φ=75% 的酒精消毒0.5 min，無菌水清洗3次，然后用φ=0.1% 的升汞浸泡5 min,無菌水清洗3次。

1.2.3 試驗(yàn)處理 根據(jù)新疆鹽堿土壤的鹽分組成及棉花的鹽堿耐受性設(shè)計(jì)鹽堿梯度，將NaCl和NaHCO3按不同比例混合，根據(jù)鹽堿質(zhì)量濃度分為A、B、C、D、E、F 6個(gè)脅迫處理[9-10]，具體配比見表1。

表1 鹽堿脅迫處理Table 1 Salt-alkaline stress treatments g/L

將用無菌水和菌懸液浸泡4 h的棉花種子分別種植于口徑20 cm的花盆中，每盆20株，以上述不同質(zhì)量濃度溶液的相同體積澆灌，每個(gè)鹽堿梯度種植3盆。于人工智能氣候箱中培養(yǎng)(光強(qiáng)：300 μmol/(m2·s2)，光照：14 h/d；晝夜溫度：30 ℃/25 ℃，相對濕度：40%) 。30 d后測定各項(xiàng)生理生化指標(biāo)[11]。

將菌體懸液和無菌水浸泡過的棉花種子分別放入鋪有濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi)，每皿放置20粒，同時(shí)加入上述不同質(zhì)量濃度的鹽堿溶液5 mL，每個(gè)脅迫處理重復(fù)3皿，每2 d補(bǔ)加2 mL鹽堿溶液[12]。

1.2.4 生理指標(biāo)的測量 處理7 d后統(tǒng)計(jì)棉花種子萌發(fā)率，計(jì)算相對鹽害率。相對鹽害率=(對照發(fā)芽率-鹽處理發(fā)芽率)/對照發(fā)芽率×100%。LI-6400光合儀測定棉花功能葉的光合響應(yīng)值，程序選用PSC-1501，光源選用6400-02B Red Blue #SI-1607，F(xiàn)low樣品室內(nèi)氣流速率為499.4 μmol/s[13]。棉苗葉片的丙二醛(MDA)、可溶性糖、可溶性蛋白、過氧化物酶(POD)、根系活力的測定參照文獻(xiàn)[14]。立體掃描儀(For Root Morphology and Architecture Measurement) 掃描棉花根部，根據(jù)掃描數(shù)據(jù)獲得根長、根表面積[15-16]等數(shù)據(jù)，分析根系的生長狀況，數(shù)據(jù)用“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽堿脅迫下P2菌株對棉花萌發(fā)率的影響

如表2所示，3種脅迫處理均能使棉花的萌發(fā)率下降，且隨著鹽堿質(zhì)量濃度增大，抑制作用逐漸增強(qiáng)，相對鹽害率逐漸上升。在Na+質(zhì)量濃度相同的條件下， NaCl處理后棉花的萌發(fā)率均低于NaHCO3處理，說明NaCl對發(fā)芽率的脅迫高于NaHCO3。對比單鹽、單堿、混合鹽堿脅迫對發(fā)芽率的影響發(fā)現(xiàn)，混合鹽堿脅迫對發(fā)芽率的影響大于單鹽和單堿脅迫。P2菌株處理后能促進(jìn)棉花種子發(fā)芽，發(fā)芽率較CK提高19.51%。鹽堿脅迫時(shí)，在同一鹽堿質(zhì)量濃度下，菌株處理的種子發(fā)芽率高于同組無菌水處理，相對鹽害率低于同組無菌水處理。在F組中，P2處理后棉花的萌發(fā)率較同組無菌水處理提高185%，相對鹽害率降低35.01%，進(jìn)行單因素方差分析后發(fā)現(xiàn)差異顯著。

表2 鹽堿脅迫下P2菌株處理后棉花的萌發(fā)率和相對鹽害率Table 2 Effects of the stain P2 on germination rate of cotton under salinity-alkalinity stress %

2.2 鹽堿脅迫下P2菌株對棉花苗期MDA質(zhì)量摩爾濃度的影響

如圖1所示，3種脅迫處理均能使棉花的MDA質(zhì)量摩爾濃度上升。NaHCO3處理后，MDA質(zhì)量摩爾濃度與CK差異不顯著；NaCl和混合鹽堿脅迫處理后MDA質(zhì)量摩爾濃度上升幅度較大，與CK差異顯著。在Na+質(zhì)量濃度相同的條件下，NaCl處理棉花后MDA的質(zhì)量摩爾濃度高于NaHCO3處理。5 g/L的混合鹽堿脅迫處理后MDA質(zhì)量摩爾濃度高于5 g/L的NaHCO3處理，而低于5 g/L的NaCl處理。比較不同鹽堿質(zhì)量濃度下P2菌株處理和無菌處理后棉花的MDA質(zhì)量摩爾濃度發(fā)現(xiàn)，P2菌株處理后的MDA質(zhì)量摩爾濃度低于同組無菌水處理，且隨鹽堿質(zhì)量濃度增大MDA質(zhì)量摩爾濃度降低幅度越大。E組和F組處理時(shí)，P2菌株處理后MDA質(zhì)量摩爾濃度分別降低37.63%和35.33%，較同組無菌水處理相比差異顯著，有效地緩解鹽堿脅迫對棉花的毒害。

Ⅰ.種子采用無菌水浸泡 Seeds were soaked in sterile water；Ⅱ.種子采用菌懸液浸泡 Seeds were soaked with bacteria suspension.下同 The same as below

不同大寫字母表示同一處理下不同鹽堿質(zhì)量濃度間差異顯著(P<0.05) Different capital letters meant significant difference between different saline concentrations under the same treatment atP<0.05;不同小寫字母表示同一鹽堿質(zhì)量濃度下不同處理差異顯著(P<0.05) Different lower-case letters meant significant difference between different treatment under the same saline concentrations atP<0.05;下同 The same as below

圖1 鹽堿脅迫下P2菌株處理棉花后MDA的質(zhì)量摩爾濃度
Fig.1 MDA content of cotton treated by P2 strain under salinity-alkalinity stress

2.3 鹽堿脅迫下P2菌株對棉苗葉片可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

如圖2所示，NaCl和NaHCO3處理棉花后，可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低幅度較小，與CK差異不顯著；而混合鹽堿脅迫時(shí)可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)大幅下降，F(xiàn)組可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降41.36%，較CK差異顯著，說明混合鹽堿脅迫對蛋白質(zhì)合成抑制更明顯。對比不同鹽堿質(zhì)量濃度下P2菌株處理和無菌處理后棉花可溶性蛋白的質(zhì)量分?jǐn)?shù)發(fā)現(xiàn)，在每個(gè)鹽堿梯度下P2菌株處理后的可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)都高于同一梯度下無菌處理。B組和C組中P2菌株處理棉花后，棉花的可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)甚至高于CK，較同組無菌水處理分別提高38.08%和35.82%，較同組無菌水處理差異顯著；F組P2菌株處理后可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)提升幅度最大，提高43.67%，較同組無菌水處理差異顯著。

2.4 鹽堿脅迫下P2菌株對棉苗葉片中可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

如圖3所示，當(dāng)棉苗受到NaCl和NaHCO3脅迫時(shí)，可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)先升高后下降，較CK相比差異顯著(除C組外)。在Na+質(zhì)量濃度相同時(shí)，NaCl脅迫后可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)與NaHCO3脅迫無顯著差異。而在混合鹽堿脅迫下可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)急劇下降，混合鹽堿脅迫后棉苗的可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯低于單鹽、單堿脅迫，較CK差異顯著?；旌消}堿脅迫對棉苗滲透能力傷害較大。對比不同鹽堿質(zhì)量濃度下P2菌株處理和無菌處理后棉花的可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)發(fā)現(xiàn)：P2菌株處理明顯可以提高受鹽堿脅迫的棉花的可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)，且脅迫質(zhì)量濃度越大提升幅度越大，F(xiàn)組P2菌株處理后的棉花可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高69.55%，與同組無菌水處理差異極顯著，提高棉苗對鹽堿脅迫的滲透能力。

圖2 鹽堿脅迫下P2菌株處理棉花后可溶性蛋白的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Fig.2 Soluble protein content of cotton treated by P2 strain under salinity-alkalinity stress

圖3 鹽堿脅迫下P2菌株處理棉花后棉花可溶性糖的質(zhì)量濃度Fig.3 Soluble sugar mass fraction of cotton treated by P2 strain under salinity-alkalinity stress

2.5 鹽堿脅迫下P2菌株對棉苗葉片中POD活性的影響

如圖4所示，當(dāng)棉花受到NaCl和NaHCO3脅迫時(shí)POD活性逐漸升高，NaCl處理后POD活性上升幅度較大，與CK差異顯著；而NaHCO3處理后POD活性上升幅度較小，與CK差異不顯著。當(dāng)Na+質(zhì)量濃度相同時(shí)，NaCl處理后棉花的POD活性高于NaHCO3處理。在混合鹽堿脅迫下POD活性先升高后降低，高質(zhì)量濃度混合鹽堿脅迫處理后棉花的POD活性低于單獨(dú)采用NaCl或NaHCO3處理。對比不同鹽堿質(zhì)量濃度下有菌處理和無菌處理后棉花的POD活性發(fā)現(xiàn)：在無脅迫處理?xiàng)l件下，P2菌株處理能提高POD活性，與同組無菌水處理差異不顯著；隨著鹽堿脅迫質(zhì)量濃度升高，P2菌株處理誘導(dǎo)棉苗的POD活性提高越明顯，F(xiàn)組P2菌株處理的POD活性較同組無菌水處理提高64.9%，其POD活性甚至高于CK，與同組無菌水處理差異顯著。

2.6 鹽堿脅迫下P2菌株對對棉苗光合速率的影響

如圖5所示，3種脅迫處理都能使棉花光合速率下降，且隨鹽質(zhì)量濃度增大下降幅度越明顯。NaHCO3處理棉花后，光合速率下降幅度較小，與CK差異不顯著；而NaCl和混合脅迫后棉花的光合速率下降幅度較大，與CK差異顯著。在相同Na+質(zhì)量濃度條件下，NaCl處理后棉花的光合速率低于NaHCO3處理，說明單鹽脅迫的危害要大于單堿脅迫。在無鹽堿脅迫時(shí)，P2菌株處理棉花后，棉花的光合速率提高13.06%，較同組無菌水處理差異顯著。對比相同鹽堿梯度的處理下，P2菌株處理的棉花其光合速率要明顯高于同組無菌水處理，隨脅迫的鹽質(zhì)量濃度增大，光合速率提升幅度越大。F組P2菌株處理后，棉苗光合速率提高43.80%，較同組無菌水處理差異顯著。

圖4 鹽堿脅迫下P2菌株處理棉苗后的POD的活性Fig.4 POD content of cotton treated by P2 strain under salinity-alkalinity stress

圖5 鹽堿脅迫下P2菌株處理后棉花的光合速率Fig.5 Photosynthetic rate of cotton treated by P2 strain under salinity-alkalinity stress

2.7 鹽堿脅迫下P2菌株對棉苗根系發(fā)育的影響

如表3所示，3種脅迫處理都能降低棉花根系總長、根系總表面積、根系總體積，且隨著鹽堿質(zhì)量濃度增大，棉花根系總長、總表面積、總體積降低幅度越大。在相同Na+質(zhì)量濃度下，NaCl處理對根系總長、總表面積、總體積的抑制大于混合鹽堿脅迫和NaHCO3脅迫。在無鹽堿脅迫條件下，P2菌株處理對根系發(fā)育的促進(jìn)并不明顯，而對比鹽堿脅迫下無菌和P2菌株處理根系發(fā)育的情況發(fā)現(xiàn)，隨著鹽堿質(zhì)量濃度增大，P2菌株處理棉花后，棉花根系總長、總表面積、總體積都有明顯的提升，且隨鹽堿質(zhì)量濃度增大，促進(jìn)效果越明顯。

2.8 鹽堿脅迫下P2菌株對對棉花根系活力的影響

如圖6所示，在NaHCO3脅迫下隨著鹽質(zhì)量濃度增大，根系活力逐漸上升，A組棉花根系活力提高21.24%，較CK差異顯著；而在NaCl和混合鹽堿脅迫下隨著鹽質(zhì)量濃度上升根系活力逐漸降低，較CK差異顯著。整體而言，混合鹽堿脅迫對根系活力的損傷最大。在無鹽堿脅迫下，P2菌株處理棉花后，棉花的根系活力低于同組無菌水處理；而在鹽堿脅迫下，P2菌株處理后能提高棉花根系的活力，但提升幅度不大，除A、D組較同組無菌水處理有顯著提升外，其余各組與同組對照差異均不顯著。其中D組提升幅度最大，根系活力較同組無菌水處理提高42.47%。

表3 鹽堿脅迫下P2菌株處理棉花后的根系發(fā)育Table 3 Root Development of cotton treated by P2 strain under salinity-alkalinity stress

圖6 鹽堿脅迫下P2菌株處理棉花后的根系活力Fig.6 Root activity of cotton treated by P2 strain under salinity-alkalinity stress

3 討論與結(jié)論

棉花是耐鹽堿性較強(qiáng)的植物，但在較高的鹽堿質(zhì)量濃度下，其生長發(fā)育仍然會(huì)受到影響。關(guān)于棉花在鹽脅迫毒害的研究已有大量報(bào)道，但多為研究單鹽毒害，關(guān)于鹽堿混合脅迫下棉花生理響應(yīng)的研究則鮮見報(bào)道。本試驗(yàn)結(jié)果表明，單鹽脅迫時(shí)NaCl脅迫對棉苗的鹽害程度大于NaHCO3脅迫，這與前人[17-18]的研究結(jié)果不同，通常認(rèn)為堿性鹽對植物的毒害大于中性鹽。這可能是由于在堿脅迫時(shí)棉花分泌的有機(jī)酸增加，減輕堿脅迫對棉花的傷害。相比單鹽脅迫，混合鹽堿脅迫對棉花的鹽害更加劇烈。鹽脅迫主要通過降低土壤水勢和離子毒害來抑制作物生長，而混合鹽堿脅迫又增加額外的高pH脅迫。隨著鹽質(zhì)量濃度增加，混合鹽堿脅迫對棉花的傷害越大，說明高pH與鹽質(zhì)量濃度交互作用加劇滲透脅迫與離子毒害對棉花幼苗生長的影響[19]。

植物在逆境脅迫下會(huì)大量產(chǎn)生乙烯，過量的乙烯會(huì)阻礙植物的發(fā)育甚至導(dǎo)致死亡。研究[20]表明，產(chǎn)ACC脫氨酶的細(xì)菌可以吸收并分解乙烯的前體ACC，并利用其分解產(chǎn)物作為碳源和氮源，使植物根際的ACC含量降低，從而使根系不斷向外分泌ACC，進(jìn)而降低根系中ACC和乙烯的水平，減輕鹽堿脅迫下乙烯對植物的毒害，促進(jìn)植物生長發(fā)育[21]。Mayak等[7]和Saravanakumar等[22]的研究表明具有ACC脫氨酶的細(xì)菌可以通過降低乙烯的含量來增強(qiáng)番茄和花生對鹽堿的抗性，從而增加其產(chǎn)量。

接種PGPR可以增強(qiáng)植物對鹽堿脅迫的抗性，這種抗性的增強(qiáng)涉及到植物體內(nèi)某些生理特性的響應(yīng)。P2菌株處理棉花后在無鹽堿脅迫條件下較CK相比萌發(fā)率提高19.51%，在10 g/L的混合鹽堿脅迫下，PGPR處理棉花種子后萌發(fā)率較同組無菌水處理提高185%，這與趙驥民等[23]的研究結(jié)果一致。棉花生長發(fā)育各階段以發(fā)芽出苗時(shí)期耐鹽堿能力最弱，促生菌P2能提高鹽堿脅迫下棉花的萌發(fā)率，拓寬棉花在鹽堿脅迫下生長發(fā)育的生態(tài)幅，為鹽堿環(huán)境中種植棉花提供可能性。植物體內(nèi)MDA是膜脂過氧化作用的最終產(chǎn)物，其水平能反映植株在逆境條件下膜損傷的程度[24]。在鹽堿脅迫下P2菌株能明顯提高各處理的POD活性，且隨鹽堿質(zhì)量濃度增大提高越明顯。這表明PGPR菌可以提高植物體內(nèi)活性氧清除系統(tǒng)的活性，從而降低植物體內(nèi)MDA的含量，達(dá)到減輕植物細(xì)胞鹽堿毒害的目的。鹽堿脅迫條件下，植物的葉綠素合成受阻，導(dǎo)致植物的光合能力下降[25]。P2菌株處理棉花后可以減輕鹽堿脅迫下對棉花葉片中葉綠素合成的抑制，緩解鹽堿脅迫對光合速率的影響，從而提高植物的光合效率，達(dá)到增強(qiáng)棉花抗鹽堿脅迫的能力，光合速率的測定結(jié)果證實(shí)這一結(jié)論。鹽堿脅迫下可溶性蛋白和可溶性糖的含量降低，這是可能是由于降解的速率高于合成的速率，導(dǎo)致一些有害氨基酸的產(chǎn)生從而引起植株毒害[26]。該菌株通過提高胞內(nèi)可溶性糖和可溶性蛋白的含量來維持胞內(nèi)的滲透壓，從而減輕鹽堿毒害。植物生長的無機(jī)離子主要靠根部來吸收，因此根部的生長狀況對植物整體的生長都會(huì)造成影響，根長及根表面積的增大可以增強(qiáng)植物吸收無機(jī)離子的能力，根系總體積的增大也能提高植物的生長能力[27-28]。該根際促生菌能顯著促進(jìn)棉花根部的生長，通過增加總根長、根表面積、根總體積、提高根系活力，為棉花地上部位的生長發(fā)育起到很大的輔助作用。

由此可見，3 種鹽堿脅迫處理對棉花細(xì)胞的傷害依次是混合鹽堿>NaCl>NaHCO3。P2菌株處理棉花種子后能減輕鹽堿對棉花的脅迫，提高棉花的耐鹽堿能力，為次生鹽堿化土壤微生態(tài)的棉花種植、促生菌的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供理論依據(jù)。但本試驗(yàn)僅在盆栽條件下研究P2菌株對棉花鹽堿脅迫的緩解效應(yīng)，而PGPR有效性的發(fā)揮還依賴于其在植物根際的有效定殖，因此PGPR菌劑的制備及在田間的試驗(yàn)效果有待于進(jìn)一步研究。

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(責(zé)任編輯：顧玉蘭 Responsible editor:GU Yulan)

Mitigative Effect of PGPR on Cotton Seedings Subjected to Salt-alkaline Stress

PANG Xuebing1,WANG Chaoyang1,WANG Aiying1,YI Xiaolong1, GUO Jianqiang1,PEI Juan1and WANG Jun2

(1.Key Laboratory of Agricultural Biotechnology,College of Life Science, Shihezi University,Shihezi Xinjiang 832000,China; 2.Xinjiang Academy of Agricultural and Reclamation Science,Shihezi Xinjiang 832000,China)

To explore mitigation effect of plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) on cotton seedlings under salt-alkaline stress,a PGPR strain P2 with ACC deaminase activity was adopted to treat cotton seedlings,and determined related physiological indexes of cotton seedlings under different concentration of salt-alkaline stress.The results showed that under salt-alkaline stress,PGPR alleviated the toxicity of salt-alkaline to cotton seedlings,and with the increase of salinity concentration,its relief effect was more obvious.Under the mixed salt and alkaline stress of 10 g/L concentration,the germination rate of cotton seeds treated with P2 strain increased by 185%; soluble sugar content increased by 69.55%,soluble protein content increased by 43.67%,which improved the osmotic regulation ability of cotton; MDA content decreased by 35.33%,POD activity increased by 64.9%,which reduced the stress damage to cotton.Meanwhile,the leaf photosynthetic capacity,root activity and development was also significantly better than those of the control group.These results showed that the strain P2 with the ACC deaminase activity effectively alleviated the suppression of salt-alkaline stress on cotton seedlings,and improved salt tolerance of cotton seedlings.

Cotton; Salt-alkaline stress; PGPR; Physiological response

PANG Xuebing,male,master student.Research area: development and utilization of microbial resources.E-mail:648979405@qq.com

WANG Aiying,female,associate research fellow.Research area: environmental biotechnology.E-mail:way-sh@126.com

2015-11-25

2016-01-23

校企合作(0257-5001601)；師市科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金(2015QY10)。

龐學(xué)兵，男，碩士研究生，研究方向?yàn)槲⑸镔Y源開發(fā)與利用。E-mail：648979405@qq.com

王愛英，女，副研究員，研究方向?yàn)榄h(huán)境生物技術(shù)。E-mail：way-sh@126.com

日期：2016-12-20

S182

A

1004-1389(2017)01-0101-09

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20161220.1645.026.html

Received 2015-11-25 Returned 2016-01-23

Foundation item School-Enterprise Cooperation Project(No.0257-5001601)；Division and City SME Technology Innovation Fund (No.2015QY10).