內(nèi)生菌對(duì)鎘和鹽單一及復(fù)合脅迫下水稻幼苗生長(zhǎng)及生理特性的影響

董芮萌 王佳瑤 朱夢(mèng)卓 趙曉妍 朱淼 汪雅楠 王澤 馬蓮菊

摘要 以水稻為材料，研究?jī)?nèi)生菌侵染對(duì)鎘和鹽單一及復(fù)合脅迫下水稻幼苗生長(zhǎng)生理的影響。用濃度為50 μmol/L CdCl 2溶液和100 mmol/L NaCl溶液對(duì)內(nèi)生菌侵染（Endophyte infected，E+）與內(nèi)生菌未侵染（Endophyte non-infected，E-）的水稻種子進(jìn)行單一與復(fù)合脅迫處理。與內(nèi)生菌未侵染的相比，內(nèi)生菌侵染的水稻幼苗的株高、根長(zhǎng)、葉綠素含量、可溶性蛋白含量和可溶性糖含量均提高，抗氧化酶SOD、POD、CAT活性增強(qiáng)，MDA和脯氨酸含量均下降。內(nèi)生菌侵染可以緩解鎘和鹽單一及復(fù)合脅迫下水稻幼苗生長(zhǎng)的不利影響，幫助水稻幼苗抵抗逆境。

關(guān)鍵詞 水稻;內(nèi)生菌;鎘脅迫;鹽脅迫

中圖分類號(hào) S 511? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A? 文章編號(hào) 0517-6611（2021）19-0031-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.19.008

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

Effects of Endophytes on Growth and Physiological Characteristics of Rice Seedlings under Single and Combined Stresses of Cadmium and Salt

DONG Rui-meng， WANG Jia-yao，ZHU Meng-zhuo et al

（College of Life Science， Shenyang Normal University， Shenyang， Liaoning 110034）

Abstract With rice seedlings as tested materials， the effects of endophytes on the growth and physiological characteristics of rice seedlings were studied under single and combined stresses of cadmium and salt. 50 μmol/L CdCl 2 solution and 100 mmol/L NaCl solution were used to treat infected with （E+） and non-infected with （E-） rice seedlings as single and combined stress. Compared with E-， E+ increased their plant height， root length， the content of chlorophyll， soluble protein and soluble sugar， enhanced antioxidant enzymes SOD， POD and CAT activity， decreased MDA and proline content. Endophyte infection could alleviate the adverse effects of cadmium and/or salt on the growth of rice seedlings， and help rice seedlings resist adversity.

Key words Rice;Endophytes;Cadmium stress;Salt stress

基金項(xiàng)目 遼寧省教育廳項(xiàng)目（LJC201912，LZD201901，LZD202004）;沈陽(yáng)師范大學(xué)大創(chuàng)項(xiàng)目（X202010166377）。

作者簡(jiǎn)介 董芮萌（1996—），女，遼寧朝陽(yáng)人，碩士研究生，研究方向：生物化學(xué)與分子生物學(xué)。*通信作者，教授，博士，碩士生導(dǎo)師，從事生物化學(xué)與分子生物學(xué)研究。

收稿日期 2021-03-13;修回日期 2021-05-12

水稻作為中國(guó)種植面積最大的糧食農(nóng)作物，其種植面積可達(dá)3 000萬(wàn)hm2，年產(chǎn)量占糧食作物的 40% 以上，我國(guó) 65% 以上人口以水稻作為食物的主要來(lái)源[1]。水稻屬于鹽中度敏感植物[2]，土壤鹽漬化是在水稻生長(zhǎng)環(huán)境中制約著水稻生長(zhǎng)的一個(gè)重要因素[3]。鎘是污染性強(qiáng)的一種重金屬，中國(guó)耕地面積中約有1.3萬(wàn)hm2被重金屬鎘污染[4]。而Cd是植物的非必需元素，植物自身吸收的Cd會(huì)通過(guò)食物鏈影響人類的健康。有研究表明，降低稻米中鎘含量可以減少人體食用稻米所造成的危害[5]。因此，如何采取措施減弱鎘和鹽單一及復(fù)合脅迫對(duì)水稻生長(zhǎng)的影響，是當(dāng)前急需解決的問(wèn)題之一。

植物內(nèi)生菌是一類既能寄生在植物體內(nèi)，又不使植物產(chǎn)生任何不良反應(yīng)的微生物[6]。越來(lái)越多的研究表明，內(nèi)生菌可增加寄主植物生長(zhǎng)速率，增強(qiáng)寄主植物在重金屬、鹽堿、高溫、蟲(chóng)害、干旱等逆境條件下的抗性[7-8]。堿蓬是一種一年生耐鹽堿草本植物，主要生長(zhǎng)在鹽堿地和海濱等地區(qū)，具有較高的耐鹽性[9-10];堿蓬還具有一定耐鎘性，能在一定程度上富集重金屬鎘[11-12]。鑒于此，筆者以水稻為試驗(yàn)材料，探究堿蓬內(nèi)生菌高Y1-1對(duì)鎘和鹽單一及復(fù)合脅迫下水稻幼苗相關(guān)生理指標(biāo)、葉綠素含量、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)、抗氧化酶活性的影響，研究?jī)?nèi)生菌與水稻幼苗抗性之間的關(guān)系，為內(nèi)生菌緩解水稻幼苗鎘和鹽復(fù)合脅迫的機(jī)理研究提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)菌種

堿蓬內(nèi)生菌高Y1-1菌株由沈陽(yáng)師范大學(xué)微生物實(shí)驗(yàn)室提供，菌株于4 ℃冰箱中保存。

1.2 材料處理

將水稻“遼星1號(hào)”種子（由遼寧省稻作研究所提供）用 1% NaClO中消毒15 min，用去離子水反復(fù)沖洗后，28 ℃萌發(fā)過(guò)夜。用去離子水在鋪滿濾紙的培養(yǎng)皿中催芽1 d后，選取大小一致且破胸的種子，放在帶有紗網(wǎng)的裝有Hoagland營(yíng)養(yǎng)液的無(wú)菌燒杯中培養(yǎng)，燒杯放置在人工氣候箱（光照強(qiáng)度為3 000 lx;相對(duì)濕度為80%;光照/黑暗為16 h/8 h;晝夜溫度為 29 ℃/25 ℃）內(nèi)培養(yǎng)，每天補(bǔ)充填加Hoagland營(yíng)養(yǎng)液。先用不同濃度的菌液（0、5%、10%、15%、20%、25%）處理水稻種子，篩選最適菌液濃度。然后將水稻分為2組，即內(nèi)生菌侵染組（E+）和內(nèi)生菌未侵染組（E-），直到幼苗長(zhǎng)至兩葉一心期時(shí)，用50 μmol/L CdCl 2溶液、100 mmol/L NaCl溶液對(duì)水稻幼苗進(jìn)行處理，在處理完水稻幼苗的第7天對(duì)水稻幼苗相關(guān)生理指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。