綠色木霉的生物學特性及對鹽脅迫下玉米幼苗生長的影響

李朋朋 王源棟

摘要 ［目的］明確綠色木霉（Trichoderma viride）真菌的生物學特性及對鹽脅迫下玉米幼苗的緩解機制。［方法］

對前期篩選出一株綠色木霉菌株進行生物學特性分析，并通過測定綠色木霉對鹽脅迫下玉米幼苗株高、根長、地上部分干質(zhì)量、地下部分干質(zhì)量、根冠比、葉綠素a含量、葉綠素b含量、超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）、多酚氧化酶（PPO）等指標的影響，探討綠色木霉對鹽脅迫下玉米幼苗生長及生理指標的影響。［結(jié)果］菌株的最適生長溫度是25? ℃；24 h黑暗處理下菌落直徑顯著高于12 h黑暗+12 h光照、24 h光照2個處理；菌株在pH為5時生長最快。添加不同濃度綠色木霉孢子懸浮液后，鹽脅迫下玉米幼苗株高、根長、地下部分及地上部分干質(zhì)量、葉綠素a和葉綠素b含量、SOD活性、POD活性、CAT活性、PPO活性均呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢。［結(jié)論］研究結(jié)果可為提高玉米在鹽堿土壤種植效率提供基礎(chǔ)資料。

關(guān)鍵詞 綠色木霉；生物學特性；鹽脅迫；玉米；幼苗生長

中圖分類號 X17? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2024）11-0068-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.11.014

Biological Characteristics of Trichoderma viride and Their Effects on the Growth of Corn Seedlings Under Salt Stress

LI Peng-peng，WANG Yuan-dong

（School of Landscape and Ecological Engineering，Hebei University of Engineering，Handan，Hebei 056038）

Abstract ［Objective］To clarify the biological characteristics of Trichoderma viride and their mechanisms of alleviating salt stress in corn seedlings.［Method］ The biological characteristics of a Trichoderma viride strain screened in the early stage were analyzed，and the effects of Trichoderma viride on corn seedling height，root length，aboveground dry weight，underground dry weight，root crown ratio，chlorophyll a content，chlorophyll b content，SOD，POD，CAT，PPO and other indicators under salt stress were measured，exploring the effects of Trichoderma viride on the growth and physiological indicators of corn seedlings under salt stress.［Result］The optimal growth temperature for the strain was 25? ℃;the requirements for light were not strict，but the colony diameter under 24 hours of darkness treatment was significantly higher than 12 hours of darkness+12 hours of light，and 24 hours of light;the strain grows fastest at pH=5.After adding different concentrations of spore suspension，the plant height，root length，dry weight of underground and aboveground parts，chlorophyll a and chlorophyll b content，SOD activity，POD activity，CAT activity，and PPO activity of corn seedlings showed a gradually increasing trend under salt stress.［Conclusion］The research results can provide basic data for improving the planting efficiency of corn in saline alkali soil.

Key words Trichoderma viride;Biological characteristic;Salt stress;Corn;Seedling growth

基金項目 邯鄲市科學技術(shù)研究與發(fā)展計劃項目（21212012057）；邯鄲市社科聯(lián)規(guī)劃課題（2022142）。

作者簡介 李朋朋（1987—），女，河北邯鄲人，副教授，博士，從事植物病理學研究。

收稿日期 2023-07-21

玉米是我國重要的糧食作物，其種植面積和總產(chǎn)量均居第1位，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位，其生產(chǎn)安全直接影響到我國糧食作物的生產(chǎn)穩(wěn)定［1］。土壤鹽漬化已成為嚴重影響作物正常生長發(fā)育、降低作物產(chǎn)量的重要因素之一。如何提高作物耐鹽性以及鹽脅迫下作物產(chǎn)量一直是人們關(guān)注的焦點。木霉菌是一種主要分布于土壤、腐爛木材及根圍中的真菌［2］，具有適應(yīng)性強、寄主范圍廣等特點［3］，在促進植物生長、土壤修復(fù)、病害防治等方面已得到廣泛應(yīng)用［4］。

趙忠娟等［5］研究表明木霉孢子懸浮液可促進鹽脅迫下番茄種子萌發(fā)、幼苗生長，增強植物光合作用，提高植株的耐鹽性。鄧薇等［6］研究發(fā)現(xiàn)綠色木霉孢子懸浮液處理后，干旱脅迫下玉米幼苗的總根表面積、總根長、總根體積有所增加，玉米的根系更加強壯，增強了植物根系對水分、營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，有利于玉米的生長；同時玉米幼苗地上部分鮮重、地下部分鮮重及根冠比也有所提高，增強了植物的抗旱能力，說明綠色木霉可增強植株對干旱的抵抗能力。王越［7］研究表明經(jīng)棘孢木霉孢子懸浮液處理，在低鈣離子濃度的情況下擬南芥的根長會增加，IAA含量增加，能促進植株生長。戚瑋真［8］研究表明棘孢木霉能緩解鹽脅迫下黃瓜幼苗的生長。孫健等［9］研究表明深綠木霉發(fā)酵液可促進山新楊幼苗超氧化物歧化酶、過氧化物酶、過氧化氫酶、苯丙氨酸解氨酶等防御酶活性的提高。

土壤鹽漬化是影響玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要因素之一。該研究

對前期篩選出一株綠色木霉菌株進行生物學特性分析，并通過測定綠色木霉對鹽脅迫下玉米幼苗株高、根長、地上部分干質(zhì)量、地下部分干質(zhì)量、根冠比、葉綠素a含量、葉綠素b含量、超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）、多酚氧化酶（PPO）等指標的影響，探討綠色木霉對鹽脅迫下玉米幼苗生長及生理指標的影響，以期為推動綠色木霉的開發(fā)應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，為玉米安全、優(yōu)質(zhì)、高效栽培提供基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 供試材料 玉米種子（鄭丹958）、綠色木霉菌株HD1。

馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基（PDA）。葡萄糖和瓊脂粉購于生工生物工程（上海）股份有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 菌株HD1生物學特性研究。

1.2.1.1 溫度對菌落生長的影響。

將直徑為6 mm的菌盤置于PDA平板中央，于10、15、20、25、30和35? ℃下黑暗培養(yǎng)，3 d 后測定菌落直徑，每處理3次重復(fù)。

1.2.1.2 光照對菌落生長的影響。

用打孔器打取6 mm的菌盤置于PDA平板中央，設(shè)置24 h黑暗、24 h光照、12 h黑暗+12 h光照3種光照條件于25? ℃進行恒溫培養(yǎng)，3 d后測量菌落直徑，每處理3次重復(fù)。

1.2.1.3 pH對菌落生長的影響。

配制pH分別為5、6、7、8、9、10的PDA培養(yǎng)基，接種后25? ℃黑暗培養(yǎng)，3 d后測量菌落直徑，每處理3次重復(fù)。

1.2.2 玉米的種植及處理。

將玉米種子播種于營養(yǎng)土和蛭石為3∶1的基質(zhì)中，生長至2葉1心時移栽到高20 cm、直徑30 cm的花盆中，花盆底部有孔。采用河北工程大學校內(nèi)試驗基地的0～20 cm耕層土作為花盆土壤。將濃度0（處理T1）、2×105個/mL（處理T2）、2×106個/mL（處理T3）、2×107個/mL（處理T4）、2×108個/mL（處理T5）的綠色木霉孢子懸浮液和200 mL濃度為150 mmol/L NaCl溶液分別加入花盆中，每個處理試驗重復(fù)3次。以不加NaCl溶液和綠色木霉孢子懸浮液的玉米為對照組（CK）。在幼苗處理42 d后，進行各項指標的測定。

1.2.3 生長指標的測定。在幼苗處理42 d后進行生物量測定。首先測量玉米株高和根長，然后將幼苗沖洗干凈，分成地上、地下兩部分，105? ℃殺青30 min，80 ℃烘干，稱質(zhì)量。

1.2.4 生理指標的測定。采用王英典等［10］的方法進行玉米葉片中葉綠素a、葉綠素b含量的測定。

采用氮藍四唑法、愈創(chuàng)木酚比色法、高錳酸鉀滴定法和滴定法分別進行葉片SOD、POD、CAT和PPO活性的測定［11-14］。

2 結(jié)果與分析

2.1 菌株HD1的生物學特性

2.1.1 溫度對菌落生長的影響。

由圖1可知，菌株HD1在溫度為10、15、20、25、30和35 ℃時均可生長，在25 ℃時菌落直徑達到最大值，其次是30 ℃，溫度高于30 ℃時，菌落直徑迅速下降，在10、15和35 ℃時，菌落生長較慢。

2.1.2 光照對菌落生長的影響。

由圖2可知，菌株HD1在24 h黑暗培養(yǎng)條件下生長最快，菌落直徑最大，其次是24 h光照，在12 h黑暗+12 h光照條件下，菌落直徑小于其他2種處理。

2.1.3 pH對菌落生長的影響。

由圖3可知，菌株HD1在pH為5、6、7、8、9、10時均可生長，其中，在pH為5時生長最快，菌落直徑最大，隨后呈逐漸下降的趨勢。

2.2 綠色木霉對鹽脅迫下玉米幼苗生長的影響

從表1可看出，

200 mL 150 mmol/L NaCl脅迫下，不添加綠色木霉孢子懸浮液的處理（T1）與對照（CK）相比，各指標差異顯著，隨著綠色木霉孢子懸浮液濃度的增加，根長、株高、地上部分干質(zhì)量、地下部分干質(zhì)量均呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，T5處理后株高、根長、地上部分干質(zhì)量、地下部分干質(zhì)量分別是對照的1.38、1.77、1.27和1.61倍；T5處理后株高、根長、地上部分干質(zhì)量、地下部分干質(zhì)量分別是T1處理的1.68、2.47、1.67和1.94倍。由此可知，添加不同濃度綠色木霉孢子懸浮液對鹽脅迫下玉米的根長、株高、地上部分干質(zhì)量、地下部分干質(zhì)量均產(chǎn)生了影響。

2.3 綠色木霉對玉米葉片色素含量的影響

由圖4可知，在200 mL 150 mmol/L的NaCl脅迫下，T1、T2、T3、T4和T5處理后，玉米葉片葉綠素a含量分別是對照（CK）的0.65、0.70、0.87、1.04和1.13倍，葉綠素b含量分別是對照的0.92、1.10、1.36、1.54和1.72倍。由此可知，綠色木霉孢子懸浮液可影響鹽脅迫下玉米葉片葉綠素a、葉綠素b的含量。

2.4 綠色木霉對玉米幼苗保護性酶活性的影響 由圖5可知，與不添加綠色木霉孢子懸浮液（T1）相比，添加不同濃度的綠色木霉孢子懸浮液后，保護酶活性越來越強，T3、T4、T5處理后，SOD活性與T1相比出現(xiàn)顯著差異，與不添加NaCl溶液和綠色木霉孢子懸浮液的對照（CK）無顯著差異；T4、T5處理后，POD活性與T1相比出現(xiàn)顯著差異，可達到CK的水平；T4、T5處理后，CAT活性與T1出現(xiàn)顯著差異，與對照（CK）無顯著差異；T4、T5處理后，PPO活性與T1相比出現(xiàn)顯著差異，與CK無顯著差異。

3 討論與討論

生物量是植物對鹽脅迫反應(yīng)的綜合體現(xiàn)及衡量植物耐鹽性的重要指標［15］。鹽脅迫可造成植物地上部分干質(zhì)量、地下部分干質(zhì)量下降，植株矮小，根冠比降低［16-17］。該研究表明，綠色木霉孢子懸浮液能有效促進鹽脅迫下玉米的生長發(fā)育，研究結(jié)果可為提升玉米的鹽堿土壤種植效率提供理論依據(jù)。

葉綠素是衡量植物抗逆性的一個重要指標。研究表明，鹽脅迫會導(dǎo)致葉片內(nèi)葉綠素降解，阻礙光合作用，進而影響光合產(chǎn)物的積累［18］。該研究表明，基質(zhì)中添加綠色木霉孢子懸浮液，可提高玉米幼苗葉片中葉綠素a和葉綠素b的含量，研究結(jié)果可為提高鹽堿地玉米產(chǎn)量提供依據(jù)。

木霉菌具有防治植物病害、促進植物生長、增強植物生理特性等功能［19］，張春秋等［20］研究表明，木霉菌具有提高黃瓜幼苗生理活性、促進植株生長的功能。Maolepsza等［21］研究表明，木霉菌可提高植物抗病相關(guān)防御酶活性、增強植株抗病防御能力。宋玉娟等［22］研究發(fā)現(xiàn)，棘孢木霉孢子懸浮液處理土壤，煙草植株內(nèi)SOD、CAT、POD活性分別比對照增加27%、47%和46%。李聰［23］研究表明，利用哈茨木霉發(fā)酵液處理蘆筍，其根部SOD、POD、CAT活性分別是對照的5.8、2.3、3.1倍。該研究表明，利用綠色木霉孢子懸浮液處理鹽脅迫下的玉米幼苗，玉米葉片中SOD、POD、CAT、PPO的活性均呈逐漸上升的趨勢。

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