PGPR接種對(duì)海欖雌幼苗抗寒性的影響

李 玫，何雪香，廖寶文

(1.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所，廣東 廣州 510520；2.廣東省林業(yè)科學(xué)研究院，廣東 廣州 510520)

紅樹(shù)林是自然分布于熱帶、亞熱帶海岸潮間帶的木本植物群落。它們的生長(zhǎng)狀況受多種因素的影響，主要包括溫度、洋流、波浪、鹽度、潮汐、沉積物。低溫是紅樹(shù)林的主要生長(zhǎng)限制因素[1]。大多數(shù)的紅樹(shù)林樹(shù)種對(duì)低溫敏感，氣溫驟降、不定期的寒冷或霜凍對(duì)它們的生長(zhǎng)與分布有極大影響[1]。

PGPR(Plant Growth Promoting Rhizobacteria)是指自然生活于植物的根圈范圍里，能促進(jìn)植物生長(zhǎng)，對(duì)病原菌有拮抗作用的一類(lèi)有益細(xì)菌。以往研究證實(shí)，接種PGPR還可以增強(qiáng)植物的抗逆性，如抗旱、抗鹽、抗寒、抗病蟲(chóng)害等[2]。近年來(lái)，我國(guó)在紅樹(shù)林PGPR方面開(kāi)展了較多研究，內(nèi)容涉及優(yōu)良菌株的分離篩選、接種效應(yīng)、促生特性等[3-4]，而接種PGPR對(duì)紅樹(shù)植物的抗逆性尤其是抗寒性的影響研究未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。本文通過(guò)室外盆栽接種試驗(yàn)，研究PGPR接種對(duì)我國(guó)紅樹(shù)林的先鋒樹(shù)種—海欖雌(Avicenniamarina)幼苗抗寒性的影響，以期為PGPR菌劑在紅樹(shù)林壯苗培育中的技術(shù)推廣提供參考。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 供試菌株 抗寒性盆栽接種試驗(yàn)共設(shè)7個(gè)處理組，具體供試菌株及菌株組合見(jiàn)表1。供試的固氮菌菌株為NGSA2-y1、NGSA4-wy1，溶磷菌菌株為PGRS-7、PGSA-y6。

1.1.2 受試植物 選取成熟、粗壯的海欖雌胚軸，用自來(lái)水沖洗干凈后，浸泡于0.1%的次氯酸鈉溶液中8～10 min，之后再用自來(lái)水洗凈，晾干備用[3]。

表1 抗寒性試驗(yàn)的PGPR菌株及菌株組合

*：各菌株組合處理組中各菌株按1∶1容積比混合。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 供試PGPR菌株的擴(kuò)繁 供試固氮菌采用改良OAB培養(yǎng)基[5]、供試溶磷菌采用改良SRSM1培養(yǎng)基[6]進(jìn)行擴(kuò)繁，28～30 ℃、150 r·min-1振蕩培養(yǎng)3 d。

按3%接種量，將種子液接入改良OAB或SRSM1液體培養(yǎng)基中，(30±2) ℃、150 r·min-1振蕩培養(yǎng)2～3 d。之后7000 r·min-1離心10 min，棄上清液，收集菌體。用分光光度計(jì)測(cè)定菌懸液的OD值，用無(wú)菌水將OD值調(diào)節(jié)至0.6(即波長(zhǎng)600 nm)，使菌體數(shù)達(dá)106～107cfu·mL-1。

1.2.2 盆栽PGPR接菌試驗(yàn) 2015年11月1日—2016年3月2日，在廣東林科院森保所的二樓露臺(tái)開(kāi)展海欖雌幼苗的盆栽接種試驗(yàn)。2016年1—2月，低溫天氣持續(xù)30 d，平均氣溫10 ℃，最低氣溫6 ℃。試驗(yàn)共設(shè)置7個(gè)處理組、1個(gè)對(duì)照組(CK)，每組12盆。各處理組中所對(duì)應(yīng)的固氮菌液和溶磷菌液按照1∶1的容積比混勻，把胚軸的下半部浸泡于相應(yīng)的菌液中，2種固氮菌配2種溶磷菌的菌株組合中各菌容積比為1∶1∶1∶1，浸泡12 h。對(duì)照組的胚軸浸泡于NB液體培養(yǎng)基(已滅菌的)中。

把浸泡過(guò)菌液的胚軸插入實(shí)驗(yàn)盆中，每盆插植1個(gè)胚軸，然后把菌液(10 mL·株-1)均勻?yàn)⑷雽?shí)驗(yàn)盆內(nèi)的基質(zhì)中?；|(zhì)組成為50%紅壤+40%河砂+5%土雜肥+5%火燒土[3]，pH值5.08，除雜質(zhì)，過(guò)篩，121 ℃濕熱滅菌2 h。每盆裝基質(zhì)0.5 kg，試驗(yàn)盆直徑6 cm、高15 cm。

試驗(yàn)歷時(shí)150 d，每30 d定期施加一次人工海水(鹽度5‰)，保持水面僅高過(guò)基質(zhì)表面2～3 cm。人工海水由無(wú)菌水添加天然海鹽制成[3]。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，分別檢視各組植株的存活情況，統(tǒng)計(jì)其死亡率；測(cè)量每株苗木的株高、莖徑，收獲全株，85 ℃烘干至恒重，稱(chēng)量植株各器官干重[3]。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析 采用Excel軟件和SPSS 13.0軟件分析處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 PGPR接種對(duì)海欖雌幼苗死亡率的影響

氣溫是紅樹(shù)植物生長(zhǎng)和自然分布的主要限制因子，大多數(shù)紅樹(shù)植物自然分布于最冷月平均溫度大于20 ℃的地區(qū)，氣溫驟降、突發(fā)的寒冷或霜凍對(duì)它們的生長(zhǎng)與分布影響極大。本試驗(yàn)期間2016年1—2月寒潮來(lái)襲，廣州連續(xù)30 d日均氣溫低于10 ℃，最低溫僅6 ℃。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)各組植株的死亡率見(jiàn)表2，對(duì)照組植株的死亡率為60%，而處理組植株的死亡率最低的僅為10%(AM7組)，最高的為50%(AM4組)，但均低于對(duì)照組。無(wú)論是PGPR菌株的混合接種還是單接種，都不同程度增強(qiáng)了海欖雌幼苗的抗寒性，而且混合接種的效果優(yōu)于單接種的。

2.2 PGPR菌株接種對(duì)海欖雌幼苗生長(zhǎng)的影響

各處理組的苗高、地徑、總干重、各器官干重均顯著高于對(duì)照組(表2)。其中，AM6的葉干重、莖干重、根干重和總干重顯著高于其它接菌處理組，AM7的根干重和總干重顯著高于其它處理組。試驗(yàn)結(jié)果表明，PGPR接種可明顯促進(jìn)海欖雌幼苗的生長(zhǎng)，而各處理組中AM6和AM7表現(xiàn)更佳。

表2 PGPR接種對(duì)海欖雌幼苗抗寒性的影響

3 結(jié)論

通過(guò)室外盆栽接種試驗(yàn)，研究低溫脅迫下PGPR接種對(duì)海欖雌幼苗生長(zhǎng)及抗寒能力的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，PGPR的接種可促進(jìn)海欖雌幼苗的生長(zhǎng)，具體表現(xiàn)為各接種處理組幼苗的苗高、地徑、總干重、葉干重、莖干重和根干重都顯著高于對(duì)照組。其中，AM6處理組的總干重、葉干重、莖干重和根干重又顯著高于其它接菌處理組，表明其促生效果最優(yōu)。與對(duì)照組相比，接種PGPR之后，海欖雌幼苗的抗寒能力均有不同程度增強(qiáng)，表現(xiàn)為連續(xù)低溫20 d后，對(duì)照組的死亡率為60%，而接菌苗死亡率介于10%～50%之間，其中AM4混合菌處理組的死亡率僅為10%。

試驗(yàn)還表明，PGPR菌株的單接種、混合接種在促進(jìn)海欖雌幼苗生長(zhǎng)的同時(shí)，還增強(qiáng)了其抗寒性，而且混合接種的促生、抗寒效果都優(yōu)于單接種。生產(chǎn)實(shí)踐中，為了提高海欖雌幼苗的抗寒能力，通常在育苗過(guò)程中對(duì)苗木進(jìn)行抗寒馴化。而本研究表明，在苗期接種PGPR可增強(qiáng)海欖雌幼苗的抗寒能力，今后在海欖雌苗木培育過(guò)程中可考慮施用PGPR菌肥。另外，未來(lái)還應(yīng)進(jìn)一步開(kāi)展PGPR增強(qiáng)苗木抗逆性的機(jī)制研究。