球孢白僵菌定殖對(duì)牛蒡苗生長特性的影響

蒙怡 查錦宏 朱蘊(yùn)蘭 邵穎 陳安徽 岳明宇 朱文靜 張愛文

摘要 [目的]研究球孢白僵菌定殖對(duì)牛蒡苗生長特性的影響。[方法]采用浸種法將球孢白僵菌定殖牛蒡苗，通過測定牛蒡苗的幼苗生長勢、葉面積、生物量等分析了球孢白僵菌定殖對(duì)牛蒡苗生長指標(biāo)的影響，同時(shí)通過測定牛蒡苗中PPO、 PAL、 SOD、 CAT、POD的活性考察球孢白僵菌定殖對(duì)牛蒡苗抗性的影響。[結(jié)果]球孢白僵菌定殖能夠顯著促進(jìn)牛蒡幼苗的生長能力并提高根、莖、葉組織中常見防御酶的活性。浸種48和72 h組牛蒡的生長勢、葉面積、苗鮮重和生物量均高于對(duì)照組，浸種72 h組又優(yōu)于浸種48 h組，在出苗第28 天時(shí)，牛蒡苗株高、葉面積、苗鮮重和生物量分別比浸種48 h組提高了2.19%、6.40%、12.08%和9.02%;球孢白僵菌定殖同樣提高了牛蒡苗中相關(guān)的抗性防御酶活性，浸種48和72 h組牛蒡苗中各種酶活性均顯著高于對(duì)照組，浸種72 h組牛蒡苗根中酶活性均顯著高于浸種48 h組，但莖中PPO、POD、PAL、SOD活性顯著高于浸種48 h組，但CAT活性顯著低于浸種48 h，葉中PAL、SOD、CAT活性顯著高于浸種48 h組，但PPO、POD活性差異不顯著。[結(jié)論]球孢白僵菌定殖牛蒡苗可促進(jìn)牛蒡的生長并增強(qiáng)牛蒡的抗性。

關(guān)鍵詞 球孢白僵菌;牛蒡;苗期;定殖;生長特性

中圖分類號(hào) S476文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 0517-6611（2021）10-0134-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.10.036

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Effect of Colonization of Beauveria bassiana on Growth Characteristic of Burduck Seedling

MENG Yi1， ZHA Jin-hong1， ZHUWen-lan1，2et al

（1.College of Food （Biological） Engineering， Xuzhou University of Technology，Xuzhou，Jiangsu221111;2. Jiangsu Key Laboratory of Food Resources Development and Quality Safety， Xuzhou University of Technology， Xuzhou，Jiangsu221111）

Abstract [Objective] To study the effect of colonization of Beauveria bassiana on the growth characteristic in the burdock seedling. [Method] Beauveria bassiana was colonized in burdock seedling by soaking method. The growth potential， leaf area， biomass and the activity of PPO， PAL， SOD， CAT POD in the burdock seedling were detected to study the effect of colonization on the growth characteristic.[Result] Bassiana bassiana colonization could significantly promote the growth ability of burdock seedlings and enhance the activity of common defense enzymes in root， stem and leaf tissues. The growth potential， leaf area， seedling fresh weight and biomass of burdock in the soaking group for 48 and 72 h were higher than those in the control groups， and the soaking group for 72 h was superior to the soaking group for 48 h. The colonization of Bassiana bassiana also raised the defense enzyme activity of burdock seedlings. Enzyme activity of soaking 48 and 72 h groups were significantly higher than that of control groups， enzymes activity of burdock root in soaking 72 h group were significantly higher than that of soaking 48 h group， but PPO， POD， PAL， SOD activity of stem were significantly higher than that of soaking 48 h group， but CAT activity was significantly lower than that of soaking 48 h， and PAL， SOD， CAT activity of the leaves were significantly higher than that of 48 h group， but the PPO， POD activity were not significantly different. [Conclusion]The results indicated that colonization of Bassiana bassiana in burdock seedlings could promote the growth of burdock and enhance the resistance of burdock.

Key words Beauveria bassiana;Burdock;Seedling stage;Colonization;Growth characteristic

球孢白僵菌（Beauveria bassiana）是目前研究和應(yīng)用最多的昆蟲病原菌之一[1]，因其寄主昆蟲分布廣，因此被廣泛應(yīng)用于害蟲防治[2-4]，在植物害蟲生防應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用[5-6]，其可穿透病原昆蟲體壁，并在昆蟲體內(nèi)不斷繁殖增長，破壞蟲體組織使其早期死亡。據(jù)報(bào)道，球孢白僵菌殺蟲譜廣，可侵染 15 個(gè)目149 個(gè)科的 700 多種昆蟲，具有保護(hù)環(huán)境、對(duì)害蟲致病力強(qiáng)和安全、高效、持效期長等優(yōu)勢[7]，因此，自20世紀(jì)50年代開始，球孢白僵菌已被應(yīng)用于防治玉米螟、大豆食心蟲、甘薯葉甲以及馬尾松毛蟲等方面，并取得顯著效果[8]。

長期以來，對(duì)于球孢白僵菌的生物防治研究主要集中在害蟲生防方面[9]，有關(guān)球孢白僵菌對(duì)植物病害的生防研究較少。近年來，利用球孢白僵菌防治植物病害也得到廣泛的重

視[10-11]。研究表明球孢白僵菌本身及其次生代謝產(chǎn)物可以抑制植物病原菌的生長發(fā)育[12-13]，且能夠提高寄主植物抗蟲、抗病能力[14]。因此，將球孢白僵菌作為生防菌，既能有效地防治植物病害，又能增強(qiáng)植物對(duì)病原菌的抗性[15-17]。筆者采用浸種法將球孢白僵菌定殖于牛蒡苗，通過研究牛蒡苗的幼苗生長勢、葉面積、生物量分析了球孢白僵菌定殖對(duì)牛蒡苗生長指標(biāo)的影響，同時(shí)通過測定牛蒡苗中PPO、 PAL、 SOD、 CAT、POD酶的活性考察了球孢白僵菌定殖對(duì)牛蒡苗抗性的影響，為球孢白僵菌提高植物抗病能力提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 試驗(yàn)樣品。

牛蒡種子購于河南豐登種業(yè)有限公司。

球孢白僵菌菌株保存于徐州工程學(xué)院食品（生物）工程學(xué)院發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)室。

1.1.2 儀器設(shè)備與試劑。

儀器設(shè)備：梅特勒AE200型電子天平，上海分析儀器廠;SENCO R-502B型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，上海申勝生物技術(shù)公司;數(shù)顯式電熱恒溫水浴鍋HH-4，國華電器有限公司;超純水系統(tǒng)PALL Cascada LS 頗爾公司;可調(diào)高速勻漿機(jī)FSH-2A，金壇市華城潤華實(shí)驗(yàn)儀器廠;生物顯微鏡BM2000，江南永新光學(xué)有限公司;真空冷凍干燥機(jī)，LGJ-10，上海比朗儀器有限公司;超低溫冰箱，MDF594，日本SANYO電子有限公司;渦旋混勻器HYQ-3111，美國精騏有限公司;多功能酶標(biāo)儀SynergyH1，五義科技有限公司。

試劑：葡萄糖，上海源葉生物科技有限公司;無水乙醇，徐州師范大學(xué)科技開發(fā)總公司化工廠;過氧化氫，天津市福晨化學(xué)試劑廠;氫氧化鈉，天津市福晨化學(xué)試劑廠;吐溫80，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;苯丙氨酸解氨酶活性檢測試劑盒、多酚氧化酶活性檢測試劑盒、超氧化物歧化酶活性檢測試劑盒、過氧化氫酶活性檢測試劑盒、過氧化物酶活性檢測試劑盒，索萊寶生化試劑盒事業(yè)部。

1.1.3 培養(yǎng)基。

SDAY培養(yǎng)基：蛋白胨1%、酵母浸膏1%、瓊脂2%、葡萄糖4%。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 球孢白僵菌的定殖及種植。

將球孢白僵菌接種于SDAY培養(yǎng)基并于25 ℃條件下恒溫培養(yǎng)，待產(chǎn)孢后刮取球孢白僵菌孢子使用0.05% 的吐溫80水溶液配制成濃度為1×108 CFU/mL的球孢白僵菌孢懸液，備用。選取顆粒大小均一的牛蒡種子，先用無菌水沖洗后再用70% 的乙醇溶液進(jìn)行表面消毒2～3 min，之后使用無菌水沖洗幾遍，再用2% 的氫氧化鈉溶液進(jìn)行表面消毒，最后用無菌水沖洗。晾干后，每100粒牛蒡種子浸泡在20 mL 1×108 CFU/mL的孢子懸浮液中，25 ℃、120 r/min條件下浸種48和72 h并晾干后播種于盛放有無菌土的花盆中。浸種48和72 h處理的分別設(shè)置為浸種48 h組和浸種72 h組，另設(shè)2組空白對(duì)照。待牛蒡出苗后，在出苗的第7、11、15、19、28天取樣，并測定牛蒡苗的生長指標(biāo)及防御酶活性。

1.2.2 牛蒡苗生長指標(biāo)檢測。

分別于牛蒡出苗后的不同時(shí)間采樣，取樣時(shí)每組隨機(jī)抽取樣本。對(duì)抽取的樣本，用游標(biāo)卡尺測定其株高、葉長和葉寬。用測量出來的葉長和葉寬計(jì)算小麥苗的葉面積，再隨機(jī)每組抽取幾株牛蒡苗樣本，用蒸餾水將根部洗凈，再用吸水紙將多余水分吸去，用電子天平測量每一株牛蒡苗的鮮重。再將稱量后的牛蒡苗放在70 ℃的烘箱烘干后，再稱量并記錄其干重。

葉面積（cm2）=K×L×W

式中，K為校正系數(shù)，K=0.77[18];

L為葉片長度;

W為葉片最寬處的寬度。

1.2.3 牛蒡苗中防御酶活性檢測。

于牛蒡出苗的第28天取樣，采用試劑盒法測定牛蒡苗中苯丙氨酸解氨酶（PAL）、多酚氧化酶活力（PPO）、超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）及過氧化物酶（POD）的活性。

2 結(jié)果與分析

2.1 球孢白僵菌定殖對(duì)牛蒡生長勢的影響

牛蒡出苗后觀察各組牛蒡苗的生長狀況，測量苗的株高、葉長和葉寬（即葉面積），以及牛蒡苗的鮮重和干重，結(jié)果見圖1～4。

由圖1可知，牛蒡在發(fā)芽后移栽到土中長勢良好。球孢白僵菌定殖對(duì)牛蒡苗生長產(chǎn)生了顯著影響，但浸種時(shí)間對(duì)牛蒡苗幼苗株高影響不顯著，浸種72 h組幼苗株高優(yōu)于浸種48 h組，出苗19 d時(shí)株高增加最為明顯。說明球孢白僵菌的定殖對(duì)牛蒡苗生長有一定的促進(jìn)作用。

由圖2可知，在牛蒡出苗初期，各處理組牛蒡苗葉面積差異不顯著。浸種72 h組牛蒡葉面積始終高于其他組，但在出苗第14天時(shí)，差異達(dá)顯著水平。說明球孢白僵菌對(duì)牛蒡幼苗的生長促進(jìn)是多方面的。

由圖3可知，隨著牛蒡出苗時(shí)間的增加，牛蒡苗期鮮重不斷增加。球孢白僵菌浸種組牛蒡苗鮮重高于空白對(duì)照組，其中浸種72 h組在出苗第28天時(shí)達(dá)0.334 g/株，比浸泡48 h處理組增長了12.08%。

從圖4可以看出，使用球孢白僵菌孢懸液浸種處理牛蒡種子可以提高牛蒡苗的生物量，高于對(duì)照組，且各組生物量均隨時(shí)間的推移而增加。在第28天時(shí)，浸種組牛蒡苗生物量顯著高于對(duì)照組，說明球孢白僵菌定殖可以促進(jìn)牛蒡苗生物量的積累，有利于植物儲(chǔ)存養(yǎng)分。

2.2 球孢白僵菌定殖對(duì)牛蒡苗中防御酶活性的影響

在牛蒡出苗的第28天采樣，并使用試劑盒法測定牛蒡苗根、莖、葉組織中幾種防御酶的活性。結(jié)果見表1～3。

由表1可知，牛蒡苗根中均含有5種防御酶。浸種48 h組和浸種72 h組牛蒡苗中各種防御酶的活性均顯著高于對(duì)照組，且浸種72 h組顯著優(yōu)于浸種48 h組。

由表2可知，各組牛蒡苗莖中防御酶活性均不同，其中浸種組莖中各酶的活性顯著高于對(duì)照組，浸種72 h組牛蒡苗莖中PPO、POD、PAL、SOD活性顯著高于浸種48 h組，但CAT活性顯著低于浸種48 h組。

由表3可知，各組牛蒡苗葉中防御酶活性均不同，其中浸種組葉中各酶的活性顯著高于對(duì)照組，浸種72 h組牛蒡苗葉中PAL、SOD、CAT活性顯著高于浸種48 h組，但2個(gè)試驗(yàn)組間PPO、POD活性差異不顯著。

綜合分析牛蒡種子使用球孢白僵菌浸種處理后苗的根、莖、葉中各種防御酶的活性，發(fā)現(xiàn)浸種處理組牛蒡苗中防御酶的活性顯著高于對(duì)照組，說明球孢白僵菌定殖牛蒡苗可以顯著提高牛蒡苗的抗性。

3 結(jié)論

通過考察牛蒡苗的生長勢、鮮重、生物量及苗中幾種常見防御酶的活性，分析了球孢白僵菌定殖對(duì)牛蒡苗生長特性及抗性的影響。

球孢白僵菌定殖牛蒡苗能夠顯著促進(jìn)牛蒡幼苗的生長，浸種72 h組牛蒡苗的株高高于其他組;牛蒡苗出苗14 d時(shí)，浸種72 h組葉面積最大，比浸種48 h 增加了34.19%;牛蒡苗出苗28 d時(shí)，2組間鮮重差異最顯著，浸種72 h組比浸種48 h 增長了12.08%。說明球孢白僵菌定殖促進(jìn)了牛蒡的生長。

此外，該研究采用試劑盒法測定了球孢白僵菌定殖后牛蒡苗中幾種防御酶的活性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，球孢白僵菌定殖后牛蒡苗根、莖、葉中防御酶的活性均高于對(duì)照組，浸種72 h組牛蒡苗根中各種酶活性均高于浸種48 h組;莖中PPO、POD、PAL、SOD活性顯著高于浸種48 h組，但CAT活性顯著低于浸種48 h組;葉中PAL、SOD、CAT活性顯著高于浸種48 h組，但PPO、POD活性差異不顯著。說明球孢白僵菌定殖均提高了牛蒡苗中常見防御酶的活性，增強(qiáng)了牛蒡苗的抗性。

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