馬尾藻復(fù)合菌發(fā)酵液的制備及其對(duì)橡膠苗抗寒性的影響

袁佳娜，劉海林，林清火，茶正早，郭澎濤，黃艷艷，楊紅竹，羅微*

（1海南大學(xué)，海南?？?570228；2中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院橡膠研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部橡膠樹生物學(xué)與遺傳資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究中心，海南海口 571101）

0 引言

【研究意義】海藻提取是以天然海藻為原材料，利用某種手段使海藻內(nèi)部的細(xì)胞遭到破碎，將內(nèi)部的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)釋放出來，海藻提取液富含海藻多糖、氨基酸及礦物質(zhì)等植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)和微量元素（馮敬濤，2019），是一種環(huán)保、高效純天然的新型生物肥料。褐藻是全球范圍內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的海藻提取物的生產(chǎn)原料，主要包括海帶、馬尾藻、泡葉藻、巨藻等（叢大鵬和咸洪泉，2009；Yoruklu et al.，2021）。我國海藻資源豐富，采用合適的提取工藝，將這些功能物質(zhì)提取出來，可廣泛運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中，其開發(fā)和應(yīng)用前景十分廣闊。在低溫脅迫、干旱脅迫或鹽脅迫等逆境條件下，施用海藻提取物可增強(qiáng)植物抗逆性（Rayirath et al.，2009；Shukla and Kumar，2018）。天然橡膠是重要的戰(zhàn)略資源和工業(yè)原料，主要來源于橡膠樹。橡膠樹是一個(gè)典型的熱帶雨林樹種，性喜高溫多雨之地，適宜生長(zhǎng)溫度為23~32℃，海南作為我國天然橡膠種植的主要區(qū)域之一，地處熱帶地區(qū)北緣，屬于非傳統(tǒng)植膠區(qū)，低溫是橡膠樹遭受到最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，激烈的降溫和持續(xù)的低溫會(huì)對(duì)橡膠樹生理機(jī)能造成傷害，使橡膠樹生長(zhǎng)受阻、植株部枯萎，甚至大面積死亡，嚴(yán)重影響了橡膠產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展（陳小敏等，2020）。因此，加強(qiáng)對(duì)橡膠樹抗寒性相關(guān)研究，對(duì)橡膠產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】當(dāng)前海藻類發(fā)酵液的提取工藝的主要方式有物理方法、化學(xué)方法和微生物方法等。物理方法主要包括超聲波破碎法、冷凍粉碎法和研磨法等。采用物理方法取得的海藻提取物外源污染物較少，但該方法不易大規(guī)模操作且成本較高?；瘜W(xué)方法即利用化學(xué)試劑處理海藻，具有成本較低、操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，但制得的海藻提取物活性較低，且有機(jī)溶劑會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染（耿銀銀等，2017；Parreidt et al.，2018）。利用生物降解得到的海藻提取物的方法具有簡(jiǎn)單便捷、可操作性強(qiáng)、綠色環(huán)保等特點(diǎn)，日益受到人們的重視（劉培京，2012）。王強(qiáng)等（2005）在水分脅迫下研究海藻液肥對(duì)黃瓜植株生長(zhǎng)的影響，試驗(yàn)結(jié)果表明海藻液肥可提高黃瓜體內(nèi)酶活，降低干旱對(duì)黃瓜的傷害。陳迪文等（2021）研究表明噴施海藻提取物可增加植物株高和干物質(zhì)量，緩解干旱脅迫對(duì)甘蔗造成的傷害。楊春妹等（2021）采用海藻酸裂解酶酶解和微泡菌菌解得到海帶降解物，研究降解產(chǎn)物對(duì)菜心非生物脅迫抗性的影響，發(fā)現(xiàn)噴施海藻提取液可提高菜心的株高、生物量、SPAD和葉片含水量，緩解逆境對(duì)菜心的損傷。周麗等（2021）利用活性菌種對(duì)海藻進(jìn)行發(fā)酵分解，使海藻中有效成分釋放，以所制得的海藻提取液為基液，添加腐殖酸和尿素等元素制成海藻復(fù)合肥，試驗(yàn)結(jié)果是海藻復(fù)合肥顯著提高了黃瓜的株高和莖粗。【本研究切入點(diǎn)】當(dāng)前關(guān)于馬尾藻降解菌的研究主要集中在單一菌種上，多個(gè)菌種組成的復(fù)合菌劑協(xié)同發(fā)酵的研究鮮有報(bào)道，同時(shí)關(guān)于低溫施用外源物質(zhì)提高橡膠樹抗寒性的研究甚少。【擬解決的關(guān)鍵問題】研究芽孢桿菌、里氏木霉和黑曲3種復(fù)合菌劑對(duì)馬尾藻發(fā)酵產(chǎn)物理化特征的影響，以期獲得馬尾藻發(fā)酵的最優(yōu)菌劑組合，同時(shí)研究最優(yōu)組合發(fā)酵液對(duì)橡膠幼苗抗寒性的影響，為海藻液肥的制備及其在橡膠樹上的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

于2021年5—7月在海南省儋州市中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院橡膠研究所土壤肥料研究室（北緯19°11′~19°52′，東經(jīng)108°56′~109°46′）進(jìn)行馬尾藻發(fā)酵試驗(yàn)及低溫脅迫試驗(yàn)。馬尾藻粉購自榮成市崖頭潤(rùn)玉貿(mào)易行，發(fā)酵菌種枯草芽孢桿菌購自北海群林生物工程有限公司，黑曲霉和里氏木霉購自上海保藏生物技術(shù)中心。純品海藻酸購自正能量農(nóng)業(yè)發(fā)展股份有限公司。供試品種熱研7-33-97橡膠幼苗由海南天然橡膠新型種植材料創(chuàng)新基地提供，選用84株株高20 cm左右、健康狀況良好、長(zhǎng)勢(shì)一致的植株。

主要儀器設(shè)備：人工氣候箱（PGX-10008寧波海署賽福）、桌上式潔凈工作臺(tái)（VD-850型蘇州凈化）、立式壓力蒸汽滅菌器（BKQ-B50II山東博科消毒設(shè)備有限公司）、萬分之一電子天平（XP204型青島精誠儀器儀表有限公司）、紫外可見分光光度計(jì)（PE Lambda 25海南紫洋科技有限公司）、上海力辰邦西儀器科技有限公司HH-4型電熱恒溫水浴箱（HH-4型上海力辰邦西儀器科技有限公司）、離心機(jī)（LD5-2型南京嘉美倫科學(xué)儀器有限公司）、超低溫冰箱（U101-85美國NBS公司）、全溫培養(yǎng)搖床（ZD-88常州菲普實(shí)驗(yàn)儀器廠）等。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 馬尾藻復(fù)合菌發(fā)酵復(fù)合菌發(fā)酵試驗(yàn)采用單因素試驗(yàn)，設(shè)置3組不同發(fā)酵試驗(yàn)處理，即添加芽孢桿菌、復(fù)合菌劑1（里氏木霉∶芽孢桿菌=1∶1）、復(fù)合菌劑2（里氏木霉∶芽孢桿菌∶黑曲霉=1∶1∶1）。根據(jù)前期試驗(yàn)結(jié)果，采用每個(gè)處理馬尾藻發(fā)酵液500 g，馬尾藻發(fā)酵液初始pH為7.5，芽孢桿菌接種量為6%，料液比1∶30，每處理3個(gè)重復(fù)。在將裝有500 g發(fā)酵液的發(fā)酵瓶中加入菌劑后放入搖床中，設(shè)置轉(zhuǎn)速為180 r/min，搖床溫度為30℃，發(fā)酵周期為5 d。在發(fā)酵0、12、24、36、48、60、72、84、96、108和120 h取發(fā)酵液進(jìn)行測(cè)定。

1.2.2 低溫脅迫試驗(yàn).試驗(yàn)前期稱取所需馬尾藻粉末，將馬尾藻粉末封口后在高壓滅菌3 h，排除其他雜菌的干擾。將馬尾藻與無菌水按1∶0混合均勻，調(diào)節(jié)pH為7.5，添加復(fù)合菌劑1，接種量均為6%，在30℃、180 r/min條件下的搖床中菌解24 h，即為馬尾藻發(fā)酵液。如表1所示，設(shè)置7個(gè)不同脅迫程度處理，設(shè)置常規(guī)處理（RT）與添加海藻類外源物質(zhì)處理（SF和CT）對(duì)比，探究低溫條件（15℃）下添加海藻類外源物質(zhì)對(duì)橡膠幼苗抗逆性的影響，同時(shí)在低溫條件下添加前期試驗(yàn)所制得馬尾藻發(fā)酵液處理（SF），與市面上購買的純品海藻肥處理（CT）比較，探究所制得馬尾藻發(fā)酵液的抗逆性效果。每處理3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)4株橡膠苗，共84株。將橡膠幼苗移植在裝有1 L Hoagland溶液的黑色塑料桶中。緩苗1個(gè)星期，按濃度加入海藻發(fā)酵液后放入智能人工氣候箱RXM-358B中。人工氣候箱設(shè)置光照強(qiáng)度均為5000 lx，光周期為12 h/12 h（晝/夜），相對(duì)濕度85%。試驗(yàn)期間每隔3 h用通氣泵通氣5 min，每3 d更換1次營(yíng)養(yǎng)液。處理時(shí)間為7 d。

表1 低溫脅迫處理試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 1 Experiment design of low temperature stress treatment

1.3 指標(biāo)測(cè)定與方法

采用3,5-二硝基水楊酸（DNS）法測(cè)定發(fā)酵液中還原糖和總糖的含量，按照以下公式計(jì)算多糖提取率：

海藻酸采用咔唑硫酸分光光度法測(cè)定，pH的測(cè)定采用玻璃電極法，植物根系活力采用氯化三苯基四氮唑（TTC）法測(cè)定，硫代巴比妥酸法測(cè)定丙二醛（MDA）含量，可溶性蛋白（Soluble protein，SP）采用考馬斯亮藍(lán)G-250法測(cè)定，紫外吸收法測(cè)定過氧化氫酶（CAT），過氧化物酶（POD）采用愈創(chuàng)木酚法測(cè)定，超氧化物歧化酶（SOD）采用氮藍(lán)四唑光化還原法測(cè)定，生物量為鮮重。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2016進(jìn)行分析處理，采用SPSS 26.0的Duncan’s法進(jìn)行差異顯著性分析，采用Origin 2018制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 復(fù)合菌劑對(duì)馬尾藻發(fā)酵液pH的影響

由圖1可知，發(fā)酵過程中芽孢桿菌、復(fù)合菌劑1和復(fù)合菌劑2處理的發(fā)酵液pH變化趨勢(shì)一致，均表現(xiàn)為先下降后上升。在12 h之內(nèi)pH由初始值7.50急劇下降，各處理達(dá)最低值，其中，芽孢桿菌處理下降幅度較小，下降12.8%，12 h時(shí)的pH為6.54；復(fù)合菌劑1處理的發(fā)酵液pH下降至6.32，下降16.0%，降幅最大；復(fù)合菌劑2處理發(fā)酵液pH降至6.60，降幅（11.9%）最小。12 h之后隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，各處理的發(fā)酵液pH呈緩慢上升趨勢(shì)，其中，在72~84 h芽孢桿菌處理發(fā)酵液pH呈下降趨勢(shì)；3個(gè)處理的發(fā)酵液pH在96~20 h沒有明顯變化，穩(wěn)定在7.50~8.00。由此可知，不同菌劑對(duì)發(fā)酵液pH影響較小。

圖1 不同菌劑對(duì)馬尾藻發(fā)酵液pH的影響Fig.1 Effects of different microbial agents on pH of Sargassum fermentation broth

2.2 復(fù)合菌劑對(duì)馬尾藻發(fā)酵液海藻酸含量的影響

由圖2可知，在發(fā)酵前期（0~36 h）復(fù)合菌劑處理的馬尾藻發(fā)酵液中海藻酸含量變化較小，均在24 h時(shí)達(dá)最大值（0.18%），此時(shí)2個(gè)處理間海藻酸含量無顯著性差異（P＞0.05，下同）；在48 h時(shí)觀察到發(fā)酵液中2個(gè)處理海藻酸含量均顯著降至最低值（P＜0.05，下同），復(fù)合菌劑1處理降至初始值的64%，下降幅度較大，復(fù)合菌劑2處理降低47%；48 h之后又呈上升趨勢(shì)，上升幅度較小。芽孢桿菌處理在發(fā)酵前期海藻酸含量較低，至24 h時(shí)與其他處理差異顯著；36 h時(shí)海藻酸含量達(dá)最大值（0.16%）；72 h時(shí)下降至最低值，比36 h時(shí)下降60%，海藻酸含量?jī)H0.05%，此時(shí)與復(fù)合菌劑處理差異顯著。在72 h后3個(gè)處理的海藻酸含量穩(wěn)定在0.05%~0.10%，表明微生物對(duì)馬尾藻的降解作用主要集中在36 h之內(nèi)。

圖2 不同菌劑對(duì)馬尾藻發(fā)酵液海藻酸含量的影響Fig.2 Effects of different microbial agents on alginic acid content in Sargassum fermentation broth

2.3 復(fù)合菌劑對(duì)馬尾藻發(fā)酵液多糖提取率的影響

由圖3可知，芽孢桿菌在發(fā)酵120 h之內(nèi)多糖提取率均顯著低于復(fù)合菌劑處理。芽孢桿菌處理在36 h時(shí)多糖提取率達(dá)最高值，為4.7%，但仍低于復(fù)合菌劑處理的最低值。不同復(fù)合菌劑對(duì)馬尾藻多糖提取率的影響較大，其中，發(fā)酵12 h時(shí)復(fù)合菌處理間差異顯著；24 h時(shí)2個(gè)處理的多糖提取率均達(dá)最大值，復(fù)合菌劑1處理的多糖提取率達(dá)14.08%，顯著大于復(fù)合菌劑2處理；24 h之后多糖提取率開始下降，36 h時(shí)下降幅度為41%~50%，多糖提取率在7.5%左右，處理間無顯著差異；60 h時(shí)2個(gè)復(fù)合菌劑處理的多糖提取率均達(dá)最低值；此后，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，雖然多糖提取率有所上升，但仍顯著低于24 h時(shí)的多糖提取率水平。由此可見，與單一菌劑相比，不同微生物協(xié)同可顯著提高多糖提取率。復(fù)合菌劑對(duì)馬尾藻的發(fā)酵效果顯著優(yōu)于單一菌劑，同時(shí)添加2種復(fù)合菌劑處理對(duì)馬尾藻降解效果顯著優(yōu)于添加3種復(fù)合菌劑。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，復(fù)合菌劑1對(duì)馬尾藻功能物質(zhì)提取效果最優(yōu)，且添加2種菌劑效果經(jīng)濟(jì)效益更高，故選擇復(fù)合菌劑1（里氏木霉∶芽孢桿菌）進(jìn)行后續(xù)低溫脅迫試驗(yàn)。

圖3 不同菌劑對(duì)馬尾藻發(fā)酵液多糖提取率的影響Fig.3 Effects of different microbial agents on polysaccharide extraction rate of Sargassum fermentation broth

2.4 不同濃度馬尾藻發(fā)酵液對(duì)橡膠幼苗生物量的影響

由圖4可知，與RT處理對(duì)比，受低溫脅迫影響的橡膠幼苗生物量有所下降。RT處理生物量最高，為1.83 g/株。低溫處理中，SF3處理的生物量最高，為1.77 g/株，SF4處理的生物量最低，為0.18 g/株；SF4與RT處理生物量差異顯著，其余處理則與RT處理無顯著性差異。其中原因可能是所選幼苗較小且低溫脅迫時(shí)間較短，對(duì)幼苗生物量影響較小。

圖4 不同濃度馬尾藻發(fā)酵液對(duì)橡膠幼苗生物量的影響Fig.4 Effects of different concentrations of Sargassum fermentation broth on biomass of rubber seedlings

2.5 不同濃度馬尾藻發(fā)酵液對(duì)橡膠幼苗根系活力的影響

根系作為植物吸收和運(yùn)輸養(yǎng)分的重要器官，對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育起著重要的作用。從圖5可知，在低溫處理?xiàng)l件下，橡膠幼苗的根系活力均有所下降，其中，CK和SF4處理根系活力處于較低水平，分別為0.027和0.030 mg/（g·h），根系受到的傷害最大，與RT和SF3處理差異顯著。RT和SF3處理的根系活力較高，分別為0.056和0.051 mg/（g·h）。除SF4處理和CK之外，施用馬尾藻發(fā)酵液的橡膠幼苗根系活力與RT處理間無顯著性差異。因此，低溫條件橡膠幼苗根系受到顯著的影響，將馬尾藻發(fā)酵液稀釋200~600倍可緩解低溫對(duì)植物根系造成的傷害。

圖5 不同濃度馬尾藻發(fā)酵液對(duì)橡膠幼苗根系活力的影響Fig.5 Effects of different concentrations of Sargassum fermentation broth on root activity of rubber seedlings

2.6 不同濃度馬尾藻發(fā)酵液對(duì)橡膠幼苗MDA和SP含量的影響

MDA是細(xì)胞膜脂過氧化的最終產(chǎn)物，其含量常被作為細(xì)胞膜損傷程度的生理指標(biāo)。SP是重要的滲透調(diào)節(jié)物，其含量的增加是植物在逆境條件下維持細(xì)胞正常滲透勢(shì)的重要手段。由圖6可知，RT處理的橡膠苗體內(nèi)MDA含量為0.024 μmol/L，顯著低于低溫脅迫的各處理；CK的橡膠苗MDA含量最高，為0.033 μmol/L。在施用馬尾藻發(fā)酵液的處理中，SF3處理的橡膠幼苗MDA含量最低，為0.029 μmol/L，顯著低于CK、SF1和SF4處理。表明馬尾藻發(fā)酵液與市面上購買的海藻肥均可有效減少橡膠幼苗MDA的生成。RT處理的橡膠幼苗SP含量最低，為57.85 mg/g；與RT處理相比，經(jīng)低溫脅迫處理的橡膠幼苗SP含量有所提高，其中CK的橡膠苗SP含量為62.97 mg/g，增幅（8%）最小，兩者間無顯著性差異。在施用海藻類外源物質(zhì)的處理中，SF3和CT處理的橡膠幼苗SP含量則顯著高于RT處理，其中SF3處理的SP含量最高，為80.85 mg/g，比RT處理提高22%；其余處理雖然SP含量高于RT處理，差異未達(dá)顯著。綜上所述，施用馬尾藻發(fā)酵液對(duì)橡膠幼苗的MDA和SP含量影響較為顯著，將其稀釋600倍可更好地保護(hù)植物。

圖6 不同濃度馬尾藻發(fā)酵液對(duì)橡膠幼苗MDA和SP含量的影響Fig.6 Effects of different concentrations of Sargassum fermentation broth on MDA content and SP content in rubber seedlings

2.7 不同濃度馬尾藻發(fā)酵液對(duì)橡膠幼苗抗氧化酶活性的影響

SOD、CAT和POD是植物細(xì)胞保護(hù)酶系統(tǒng)，其活性直接關(guān)系到植物在低溫脅迫下抵御傷害的能力。由圖7可知，與RT處理相比，經(jīng)過低溫脅迫的橡膠幼苗，除SF1外其余處理的POD活性均有所下降，但處理間無顯著性差異；SF1處理的POD活性顯著增加，為331.66 U/g，比RT處理增加56.2%。3種抗氧化酶中SOD活性最高的，其中SF3處理的SOD活性最高，為753.53 U/g，SF1、SF2、SF3和CT處理比RT處理的SOD活性顯著增加3.3%~4.2%。CAT活性變化明顯，SF2處理的CAT活性最高，比RT處理提高2.9倍，為324.86 U/g，SF1和SF3處理次之，上述3個(gè)處理的CAT活性顯著高于其他處理。因此，低溫環(huán)境下施用一定量的馬尾藻發(fā)酵液可提高低溫脅迫下橡膠幼苗SOD和CAT活性。

圖7 不同濃度馬尾藻發(fā)酵液對(duì)橡膠幼苗抗氧化酶活性的影響Fig.7 Effects of different concentrations of Sargassum fermentation broth on antioxidant enzyme activity of rubber seedlings

3 討論

3.1 降解工藝對(duì)馬尾藻降解產(chǎn)物中活性物質(zhì)的影響

芽孢桿菌具有耐高溫、快速復(fù)活和較強(qiáng)分泌酶等特點(diǎn)，其生活環(huán)境多樣，能產(chǎn)蛋白酶、α-淀粉酶、纖維素酶、β-葡聚糖酶、植酸酶、果膠酶和木聚糖酶等10多種酶（惠明等，2008）。同時(shí)具有較高的海藻多糖降解活力，能綜合性提高海藻中各項(xiàng)活性成分的種類及含量（白新峰，2021）。單一菌種發(fā)酵存在代謝產(chǎn)物大量積累會(huì)反饋?zhàn)瓒粝嚓P(guān)酶類合成的問題，而混合菌種協(xié)同能有效地解決這一問題（張玉鵬等，2021）。本研究結(jié)果顯示，比起單一菌種，復(fù)合菌劑可顯著提高對(duì)馬尾藻的多糖提取率，其中里氏木霉與芽孢桿菌協(xié)同發(fā)酵效果顯著優(yōu)于黑曲霉、里氏木霉和芽孢桿菌三者協(xié)同發(fā)酵效果。黑曲霉和里氏木霉在發(fā)酵過程中均可產(chǎn)生豐富的纖維素酶和木聚糖酶，降解細(xì)胞壁中纖維素。相關(guān)研究表明，里氏木霉與黑曲霉在協(xié)同產(chǎn)纖維素酶時(shí)，黑曲霉的延遲接種優(yōu)于二者同時(shí)接種，黑曲霉產(chǎn)β-葡萄糖苷酶和內(nèi)切葡聚糖酶的能力較強(qiáng)，但產(chǎn)外切葡聚糖酶的能力較弱，致使纖維素酶的總體酶活不高，同時(shí)弱酸環(huán)境更適合黑曲霉產(chǎn)酶（張聰聰，2020），這可能是導(dǎo)致本研究中3種菌劑發(fā)酵效果次于2種菌劑發(fā)酵的原因。

本研究以芽孢桿菌、里氏木霉和黑曲霉作為提取馬尾藻功能性物質(zhì)的菌劑，發(fā)現(xiàn)芽孢桿菌和里氏木霉對(duì)馬尾藻降解效果最優(yōu)，在24 h提取率到達(dá)14.08%。在前人研究中，其他海藻類物質(zhì)的多糖提取率在4.9%~12.1%（張楠，2020；孫菁雯，2021），馬尾藻多糖提取率為5.98%~7.06%（王芹建，2020）。本研究多糖提取率高于前人研究結(jié)果，推測(cè)是由于所選試劑更適用提取馬尾藻多糖，且設(shè)置溫度適于菌群生長(zhǎng)，故提取率較高。已有的研究發(fā)現(xiàn)利用枯草芽孢桿菌和黑曲霉對(duì)海帶的最優(yōu)發(fā)酵時(shí)間在48~120 h（王明鵬，2017），而本研究中所需發(fā)酵時(shí)間較長(zhǎng)，推測(cè)由于微生物菌劑在發(fā)酵過程中，需要一定時(shí)間產(chǎn)生纖維素酶并降解馬尾藻粉細(xì)胞壁，馬尾藻粉與海帶相比更易被微生物降解，因此導(dǎo)致本研究最優(yōu)提取時(shí)間與前人研究有所差異。

3.2 低溫脅迫條件下馬尾藻降解產(chǎn)物對(duì)橡膠幼苗抗寒性的影響

海藻降解產(chǎn)物能顯著促進(jìn)植物生長(zhǎng)、提高作物的抗逆性。海藻提取物最標(biāo)志性活性物質(zhì)即為海藻酸，海藻酸是由β-D-甘露糖醛酸（M）和α-L-古羅糖醛酸（G）組成的高分子多糖，一般以一價(jià)鹽或二價(jià)鹽的形式存在。具有改良土壤，提高肥、藥、水利用率，激發(fā)土壤活力，以及誘導(dǎo)植物抗逆性的功效（桑衛(wèi)民等，2020）。同時(shí)海藻多糖具有清除活性氧的作用，可有效減少過多自由基細(xì)胞造成的損害。相關(guān)研究表明添加海藻類外源物質(zhì)能有效提高作物的抗逆性，在低溫環(huán)境下，施用海藻降解產(chǎn)物能夠提高蔬菜根系活力，提高植物葉片SP含量，減少體內(nèi)MDA含量，增強(qiáng)植株的抗逆性（王強(qiáng)和石偉勇，2003；王強(qiáng)等，2005；尹媛紅，2018），本研究也得出相同結(jié)果，說明添加一定量的馬尾藻發(fā)酵液可保護(hù)植物的根系，在逆境脅迫下，植物體內(nèi)MDA含量減少，推測(cè)是由于添加海藻類外源物質(zhì)處理可緩解植物體內(nèi)產(chǎn)生大量的活性氧化物導(dǎo)致膜透性的損傷，降低MDA含量。添加海藻類外源物質(zhì)能增加橡膠幼苗體內(nèi)SP含量，有利于降低植物體內(nèi)滲透勢(shì)，增強(qiáng)其抗逆性。海藻發(fā)酵液中的某些物質(zhì)在一定濃度下才發(fā)揮促進(jìn)植物生長(zhǎng)的作用，過高或過低濃度反而起抑制作用（何銳等，2020）。本研究結(jié)果顯示，隨著馬尾藻發(fā)酵液濃度的增加，對(duì)低溫條件下橡膠幼苗生長(zhǎng)的提升作用呈先增加后降低的趨勢(shì)，以稀釋600倍的效果最明顯，說明該濃度是試驗(yàn)條件下最適合使用的濃度。

在遭受低溫脅迫時(shí)，植物會(huì)產(chǎn)生一系列生理紊亂，植物細(xì)胞內(nèi)各種抗氧化酶存在一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，當(dāng)其中一個(gè)抗氧化酶發(fā)生變化時(shí)，其他酶活也會(huì)受影響。不同的抗氧化酶彼此協(xié)同，調(diào)節(jié)作物抗氧化系統(tǒng)（王旭承等，2022）。本研究發(fā)現(xiàn)在低溫條件下添加馬尾藻發(fā)酵液橡膠幼苗體內(nèi)SOD和CAT活性增加，而POD活性降低。已有研究發(fā)現(xiàn)在逆境情況下橡膠幼苗體內(nèi)SOD和POD活性降低，顯著提高CAT活性（吳敏，2011）；而施用海藻提取物，均能顯著提高SOD、POD和CAT活性（劉旋等，2018；Shukla and Kumar，2018）；隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，植物POD和CAT活性呈先升后降的趨勢(shì)（秦文斌等，2019）。本研究結(jié)果與前人研究相似，在低溫條件下POD活性呈下降趨勢(shì)，而SOD和CAT活性增加，表明低溫脅迫時(shí)產(chǎn)生的活性氧主要還是依靠3種保護(hù)酶的相互協(xié)調(diào)來平衡清除，使作物細(xì)胞維持在正常動(dòng)態(tài)水平，減少逆境傷害。

4 結(jié)論

復(fù)合菌劑降解效果顯著優(yōu)于單一菌劑，芽孢桿菌和里氏木霉菌協(xié)同發(fā)酵馬尾藻效果最優(yōu)，將馬尾藻發(fā)酵液稀釋600倍之后可有效緩解低溫對(duì)橡膠幼苗的損傷作用，提高幼苗的抗逆性。