印度梨形孢對(duì)金柑種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響

石小保，鄭振澤，伍俊為，程春振

（福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院，福建福州350002）

印度梨形孢（Piriformospora indica）是屬于擔(dān)子菌門（Basidiomycota）層菌綱（Hymenomycetes）梨 形 孢屬（Piriformospora）的一種植物根系內(nèi)生真菌[1-3]。與目前在植物生產(chǎn)中廣泛使用的益生真菌叢枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhiza，AM）類似[4-5]，該菌對(duì)宿主植物較具有普遍的促生增抗作用[6-8]。與AM不同，P.indica宿主范圍更廣，可以定殖于十字花科植物根系[9-10]，此外它還可以純培養(yǎng)[6]，這些特點(diǎn)使其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用日益廣泛[3，6，11]。

研究表明，印度梨形孢對(duì)植物種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)具有較好的促進(jìn)作用[12-13]。Blechert等[14]的研究發(fā)現(xiàn)，該菌可以促進(jìn)陸生蘭花種子萌發(fā)和植株生長(zhǎng)。Varma等[15]的研究指出，有P.indica定殖的水稻、玉米、長(zhǎng)柄菊、煙草和甘藍(lán)種子萌發(fā)和產(chǎn)量均高于未接種的對(duì)照。Harrach等[16]的研究指出，印度梨形孢可以促進(jìn)大麥種子在極端環(huán)境下的生活力和萌發(fā)率。Shahollari等[17]發(fā)現(xiàn)P.indica可定殖于分菌根真菌擬南芥，并對(duì)其種子萌發(fā)具有促進(jìn)作用。Adya等[18]的研究還發(fā)現(xiàn)，其對(duì)維管植物種子萌發(fā)也具有促進(jìn)作用。Varma等[15]發(fā)現(xiàn)，該菌可以促進(jìn)麻瘋樹(shù)和楊樹(shù)種子萌發(fā)。程春振等[8]發(fā)現(xiàn)，P.indica可以促進(jìn)龍眼種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)。以上研究表明，P.indica對(duì)植物種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)具有普遍的促進(jìn)作用，有應(yīng)用于植物實(shí)生育苗領(lǐng)域的巨大潛力。

我國(guó)是金柑起源中心，金柑栽培歷史悠久[19]，歷史上金柑育苗多為實(shí)生育苗。鑒于印度梨形孢對(duì)植物種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的促進(jìn)作用，該研究通過(guò)使用印度梨形孢發(fā)酵液浸泡‘尤溪金柑’種子，研究了不同時(shí)長(zhǎng)的P.indica浸種對(duì)金柑種子萌發(fā)率、根系和植株發(fā)育的影響。預(yù)期該研究可為印度梨形孢這一益生真菌在金柑育苗研究中的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

該試驗(yàn)所用‘尤溪金柑’果實(shí)由福建農(nóng)林大學(xué)園藝植物生物工程研究所提供。取種后用清水洗凈后陰干備用。

1.2 P.indica發(fā)酵液制備及浸種

參照Li等[1]和Cheng等[2]的方法制備P.indica發(fā)酵液。使用終濃度為2×105個(gè)孢子/mL的P.indica發(fā)酵液用于金柑種子浸種試驗(yàn)。將種子剝除外種皮后分成7組，其中6個(gè)為浸種處理組，1個(gè)為未浸種對(duì)照組。6個(gè)處理組分別用P.indica發(fā)酵液浸種1、2、4、8、12和16 h。所有處理組同時(shí)完成處理并與未處理對(duì)照組一起播種于已澆透水的營(yíng)養(yǎng)土中，覆上約1 cm厚的營(yíng)養(yǎng)土，再次澆透水后培養(yǎng)于25℃室溫中，每隔3 d澆水一次。每組20～25粒種子，4個(gè)重復(fù)。

1.3 生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

于播種后13、16和20 d統(tǒng)計(jì)種子萌發(fā)率。于播種后1個(gè)月、2個(gè)月、4個(gè)月和5個(gè)月取10～15株幼苗測(cè)定主根長(zhǎng)度、地上部高度、葉片數(shù)、根部重量和地上部重量。使用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，使用SPSS分析各組間在P<0.05和P<0.01水平上差異顯著性，使用GraphPad Prism 8.0.2繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)金柑種子萌發(fā)率的影響

種子萌發(fā)率統(tǒng)計(jì)結(jié)果（表1）顯示，P.indica浸種對(duì)金柑種子萌發(fā)具有一定的促進(jìn)作用。13 d時(shí)，4、8、12和16 h浸種處理組平均萌發(fā)率分別約為對(duì)照組1.16、1.11、1.25和1.08倍；16 d時(shí)，4 h浸種組的萌發(fā)率是對(duì)照組的1.13倍；20 d時(shí)，所有處理組的萌發(fā)率平均值都高于對(duì)照，1 h浸種處理組萌發(fā)率最高，高達(dá)97.33%，約為對(duì)照組的1.13倍。

表1 印度梨形孢浸種時(shí)長(zhǎng)對(duì)金柑種子的萌發(fā)率影響%

2.2 對(duì)金柑幼苗生長(zhǎng)的影響

2.2.1 對(duì)幼苗根系發(fā)育的影響。播種后1個(gè)月，1 h浸種組主根長(zhǎng)度顯著大于對(duì)照（P<0.05），約為對(duì)照的1.16倍，其余浸種組根系長(zhǎng)度平均值略大于對(duì)照，但無(wú)顯著差異。播種后2個(gè)月，各浸種組與對(duì)照間無(wú)顯著差異。播種4個(gè)月和5個(gè)月，1 h浸種組主根長(zhǎng)度均極顯著大于對(duì)照（P<0.01）（分別約為對(duì)照的1.21倍和1.31倍），8 h處理組均顯著高于對(duì)照（P<0.05），而4 h浸種組則在播種后5個(gè)月顯著低于對(duì)照（P<0.05），約為對(duì)照的78.83%（圖1）。

播種后1個(gè)月，1 h浸種組的幼苗根系重量顯著大于對(duì)照組（P<0.05），約為對(duì)照組的1.13倍，其余處理組與對(duì)照無(wú)顯著差異。播種后2個(gè)月，除2 h處理組外其余處理組根系重量均高于對(duì)照，其中16 h浸種組幼苗根系重量極顯著大于對(duì)照（P<0.01），約為對(duì)照組的1.40倍；1、4和8 h 3組浸種組幼苗根系重量顯著大于對(duì)照組（P<0.05），分別是對(duì)照組的1.20、1.30和1.20倍。播種后3個(gè)月，各浸種組與對(duì)照間無(wú)顯著差異。播種后5個(gè)月，所有對(duì)照組幼苗根系重量均大于對(duì)照組，8 h浸種組幼苗根系重量顯著大于對(duì)照組（P<0.05），浸種時(shí)間較長(zhǎng)的2個(gè)處理組（12 h和16 h）苗根重極顯著大于對(duì)照組（P<0.01），分別是對(duì)照的1.85倍和1.69倍（圖2）。

2.2.2 對(duì)地上部分生長(zhǎng)的影響。P.indica浸種對(duì)金柑幼苗葉片數(shù)無(wú)顯著影響（圖3），對(duì)金柑幼苗地上部高度和重量起到一定的促進(jìn)作用，且不同浸種時(shí)長(zhǎng)對(duì)金柑幼苗地上部影響差異較大（圖4）。

播種后1個(gè)月，所有浸種組地上部高度均高于對(duì)照組，其 中，8 h和12 h浸 種 組 地上部高度顯著高于對(duì)照組（P<0.05），均約為對(duì)照組的1.11倍，2 h和4 h浸種組地上部高度極顯著高于對(duì)照組（P<0.01），分別是對(duì)照組的1.12倍和1.14倍。播種后2個(gè)月，所有的浸種組地上部高度均高于對(duì)照，4 h和12 h浸種組地上部高度顯著高于對(duì)照組（P<0.05），均約為對(duì)照組的1.10倍，1 h和2 h浸種組地上部高度極顯著高于對(duì)照組（P<0.01），分別是對(duì)照組的1.23倍和1.24倍。播種后4個(gè)月，1 h浸種組地上部高度極顯著高于對(duì)照組（P<0.01），約為對(duì)照組的1.21倍；8 h地上部高度平均值顯著高于對(duì)照組（P<0.05），約為對(duì)照組的1.19倍。播種后5個(gè)月，1 h和12 h浸種組地上部高度極顯著高于對(duì)照組（P<0.01），分別是為對(duì)照組的1.21倍和1.18倍；2 h浸種組地上部高度顯著高于對(duì)照（P<0.05），約為對(duì)照組的1.15倍。

P.indica浸種對(duì)金柑地上部重量也有一定的促進(jìn)效果（圖5）。播種后1個(gè)月，所有浸種組地上部重量均高于對(duì)照組，2、4和16 h浸種組地上部重量顯著高于對(duì)照組（P<0.05），分別約為對(duì)照組的1.16、1.13和1.17倍。播種后2個(gè)月，各浸種組與對(duì)照組間無(wú)顯著差異。播種后4個(gè)月，16 h浸種組地上部重量顯著小于對(duì)照組（P<0.05），約為對(duì)照的78.72%。播種后5個(gè)月，4 h浸種組極顯著低于對(duì)照組（P<0.01），約為對(duì)照的82.60%，而12 h浸種組地上部重量極顯著大于對(duì)照，約為對(duì)照組的1.33倍。

3 討論與結(jié)論

P.indica對(duì)植物的促生作用已在小麥、玉米、番茄等多種植物上得到證實(shí)[20-23]。該研究首次通過(guò)使用P.indica發(fā)酵液處理金柑種子，研究了不同時(shí)長(zhǎng)的印度梨形孢發(fā)酵液浸種處理對(duì)金柑種子萌發(fā)率和幼苗生長(zhǎng)的影響，發(fā)現(xiàn)使用P.indica發(fā)酵液浸種對(duì)金柑種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)均有一定影響，且不同浸種時(shí)長(zhǎng)影響效果差異較大。

3.1 P.indica浸種對(duì)金柑種子萌發(fā)具有一定的促進(jìn)作用

程春振等[8]的研究發(fā)現(xiàn)，使用P.indica對(duì)室溫貯藏3 d的龍眼種子進(jìn)行3 h浸種處理可將種子萌發(fā)率提升至約95%，相較于未處理對(duì)照高了近40%。Barazani等[24]發(fā)現(xiàn)，煙草種子在接種有P.indica的GB5培養(yǎng)基上培養(yǎng)84 h后種子萌發(fā)率即可達(dá)到32%，約為對(duì)照組的4倍，96 h后的萌發(fā)率高達(dá)66%，約為對(duì)照組的2倍。該研究發(fā)現(xiàn)使用P.indica浸種對(duì)金柑種子萌發(fā)具有一定的促進(jìn)效果，但作用效果不顯著，推測(cè)這與金柑種子本身的萌發(fā)率就較高有關(guān)。此外，該研究還發(fā)現(xiàn)使用P.indica浸種1 h金柑種子萌發(fā)率最高。

3.2 使用發(fā)酵液浸種1 h最利于金柑幼苗根系生長(zhǎng)

趙建華等[25]的研究發(fā)現(xiàn)，使用P.indica發(fā)酵液浸種4 h的黃菜心種子播種37、45和54 d后的根鮮重量均顯著于對(duì)照。該研究發(fā)現(xiàn)隨著浸種時(shí)間的增加，金柑主根長(zhǎng)度呈“升—降—升—降”的變化趨勢(shì)，浸種1 h組根系長(zhǎng)度最大，其次是8 h，說(shuō)明1 h浸種處理對(duì)幼苗根系生長(zhǎng)促進(jìn)效果最佳，之后隨著浸種時(shí)間的延長(zhǎng)，促進(jìn)效果下降，而8 h浸種處理下促進(jìn)效果又有所恢復(fù)，之后又隨著浸種時(shí)間的延長(zhǎng)促進(jìn)效果逐步降低。

通過(guò)比較不同時(shí)長(zhǎng)浸種處理對(duì)幼苗根系重量的影響可以發(fā)現(xiàn)，在播種后1個(gè)月和2個(gè)月時(shí)，浸種1 h對(duì)金柑幼苗根系重量具有顯著促進(jìn)作用，之后雖促進(jìn)效果不顯著但也高于對(duì)照組。而在播種后5個(gè)月浸種時(shí)間≥8 h的浸種組植株根系重量均顯著或極顯著高于對(duì)照組。綜合考慮該菌對(duì)金柑幼苗根系長(zhǎng)度和根系重量的影響，該研究認(rèn)為使用印度梨形孢發(fā)酵液浸種1 h最利于金柑幼苗根系生長(zhǎng)。

3.3 不同時(shí)長(zhǎng)浸種對(duì)金柑幼苗地上部生長(zhǎng)促進(jìn)效果差異較大

果然等[26]使用P.indica對(duì)3個(gè)烤煙品種進(jìn)行了浸種處理，發(fā)現(xiàn)與對(duì)照相比其中的2個(gè)品種（‘毛把’和‘K326’）地上部莖長(zhǎng)顯著高于對(duì)照組。趙建華等[25]發(fā)現(xiàn)，P.indica浸種4 h的黃菜心在播種后37 d時(shí)的地上部鮮重相對(duì)對(duì)照組增加了109.69%。這些研究?jī)H研究了P.indica浸種對(duì)植物的幼苗生長(zhǎng)的影響，沒(méi)有對(duì)不同浸種時(shí)長(zhǎng)效果差異展開(kāi)研究。該研究發(fā)現(xiàn)，1 h浸種組在播種后2、4、5個(gè)月時(shí)地上部高度均極顯著高于對(duì)照組；2 h浸種組在前兩個(gè)月極顯著高于對(duì)照，在第5個(gè)月顯著高于對(duì)照；4 h浸種組在播種后1個(gè)月時(shí)極顯著高于對(duì)照，3個(gè)月時(shí)顯著高于對(duì)照，之后效果不顯著；8 h浸種組在播種后1個(gè)月和4個(gè)月時(shí)顯著高于對(duì)照；12 h浸種組在前兩個(gè)月顯著高于對(duì)照，而在第5個(gè)月時(shí)極顯著高于對(duì)照；而16 h浸種組與對(duì)照組在各時(shí)間點(diǎn)均與對(duì)照無(wú)顯著差異。研究結(jié)果表明，不同時(shí)長(zhǎng)的P.indica浸種對(duì)金柑幼苗地上部生長(zhǎng)促進(jìn)效果差異較大。其中就作用效果而言，1 h浸種對(duì)金柑幼苗地上部高度的增長(zhǎng)促進(jìn)效果最佳。

該研究中不同時(shí)長(zhǎng)的P.indica浸種對(duì)金柑幼苗地上部重量的影響差異也較大，發(fā)現(xiàn)2 h和16 h浸種組金柑的地上部重量?jī)H在播種后1個(gè)月時(shí)顯著高于對(duì)照組，其余時(shí)間點(diǎn)均與對(duì)照組無(wú)顯著差異；4 h處理組在播種后1個(gè)月時(shí)顯著高于對(duì)照組，但在5個(gè)月時(shí)極顯著低于對(duì)照；12 h浸種組在5個(gè)月時(shí)顯著高于對(duì)照；1 h處理組雖在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)時(shí)地上部高度均與對(duì)照組差異不顯著但高度平均值卻一直高于對(duì)照。因此，在今后將印度梨形孢應(yīng)用于金柑育苗時(shí)也可以考慮選擇浸種1 h，這樣不僅耗時(shí)較短，還能起到較好地促進(jìn)幼苗根系和地上部生長(zhǎng)的作用。