辛樹權(quán) 王貴 高揚(yáng)

摘要：ＪＴ－５是從水稻根際土壤中分離得到的１株植物生長(zhǎng)促生菌。在不同濃度鹽（氯化鈉）溶液的脅迫下，ＪＴ－５對(duì)水稻種子的萌發(fā)、幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育有顯著的促進(jìn)作用。水稻種子經(jīng)菌株ＪＴ－５處理后，在第三天的發(fā)芽勢(shì)顯著地提高。在鹽濃度為５０、７５、１００、１２５ ｍｍｏｌ／Ｌ時(shí)，ＪＴ－５處理組水稻種子的發(fā)芽勢(shì)分別為８４．４４％、９２．２２％、８０．００％和８４．４４％，而相應(yīng)的對(duì)照組僅為６８．８９％、５４．４４％、３５．５６％和１７．７８％；同樣濃度的鹽脅迫下，ＪＴ－５能夠有效地促進(jìn)水稻幼苗根長(zhǎng)和苗高的生長(zhǎng)，分別比對(duì)照處理組的根長(zhǎng)長(zhǎng)１０～９０ ｍｍ和苗高高１０～４０ ｍｍ；ＪＴ－５處理組水稻的不定根數(shù)多于對(duì)照組１．０～２．６條；經(jīng)ＪＴ－５處理后的優(yōu)勢(shì)均隨鹽溶液濃度的增加呈擴(kuò)大趨勢(shì)；苗干重和根的含水量（占鮮重）均高于對(duì)照組。

關(guān)鍵詞：植物生長(zhǎng)促生菌；鹽脅迫；水稻發(fā)芽勢(shì)；根長(zhǎng)；苗高；含水量

中圖分類號(hào)：S182文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ文章編號(hào)：0439－８114（２０12）03－0490-03

Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｐｌａｎｔ Ｇｒｏｗｔｈ－ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ Ｒｈｉｚｏｂａｃｔｅｒｉａ （ＰＧＰＲ） ｏｎ ｔｈｅ Ｒｉｃｅ Ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｅｅｄｌｉｎｇ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｕｎｄｅｒ Ｓａｌｔ Ｓｔｒｅｓｓ

ＸＩＮＧ Ｓｈｕ－ｑｕａｎ，ＷＡＮＧ Ｇｕｉ，ＧＡＯ Ｙａｎｇ

（Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ １３００３２，China）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｂａｃｔｅｒｉａ ＪＴ－５ ｗａｓ ｉｓｏｌａｔｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ａｒｏｕｎｄ ｒｉｃｅ ｒｏｏｔｓ． It could ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｐｒｏｍｐｔ ｔｈｅ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｉｃｅ ｓｅｅｄｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｓａｌｔ ｓｏｌｕｔｉｏｎ （ＮａＣｌ）． Ｔｈｅ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｏｆ ｒｉｃｅ ｓｅｅｄｓ ｗａｓ ｓｔｒｏｎｇｌｙ ｐｒｏｍｏｔｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｔｈｉｒｄ ｄａｙ ｗｈｅｎ ｉｔ ｗａｓ ｔｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈ ＪＴ－５． Ｔｈｅ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｗａｓ ８４．４４％， ９２．２２％， ８０．００％ ａｎｄ ８４．４４％ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｓａｌｔ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ５０，７５，１００ ａｎｄ １２５ ｍｍｏｌ／Ｌ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｗｈｉｌｅ ｉｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｇｒｏｕｐｓ， ｔｈｅ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｗａｓ ６８．８９％，５４．４４％，３５．５６％ ａｎｄ １７．７８％． Ａｌｓｏ， It was ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ＪＴ－５ ｃｏｕｌｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｐｒｏｍｐｔ ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ ｒｉｃｅ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｒｏｏｔｓ. Tｈｅ ｒｏｏｔｓ ｌｅｎｇｔｈ ｗｅｒｅ １０～９０ ｍｍ ｌｏｎｇｅｒ ｔｈａｎ that of ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｇｒｏｕｐ； ａｎｄ ｔｈｅ ｒｉｃｅ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｈｅｉｇｈｔ ｗｅｒｅ １０～４０ ｍｍ ｌｏｎｇｅｒ ｔｈａｎ that of ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｇｒｏｕｐ． Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ， ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｌａｔｅｒａｌ ｒｏｏｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ＪＴ－５ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｇｒｏｕｐ ａｌｓｏ ｗａｓ １．０ ｔｏ ２．６ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｇｒｏｕｐ． Ｍｏｒｅｏｖｅｒ， ｔｈｅ ｔｒｅｎｄｅｎｃｙ ｏｆ ｐｒｅｐｏｎｄｅｒａｎｃｅ ｗｉｔｈ ＪＴ－５ ｗａｓ ｓｔｒｏｎｇｅｒ ｉｎ ｃｏｒｒｅｐｏｎｄｅｎｃｅ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｓａｌｔ ｓｏｌｕｔｉｏｎ； the ｄｒｙ ｗｅｉｇｈｔ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ （ｉｎ ｆｒｅｓｈ ｗｅｉｇｈｔ） ｉｎ ｒｏｏｔｓ ｗｅｒｅ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｇｒｏｕｐ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： pｌａｎｔ gｒｏｗｔｈ－ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ rｈｉｚｏｂａｃｔｅｒｉａ（ＰＧＰＲ）； ｓａｌｔ ｓｔｒｅｓｓ； ｒｉｃｅ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ； ｒｏｏｔ ｌｅｎｇｔｈ； ｓｅｅｄｌｉｎｇ ｈｅｉｇｈｔ； ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ

土地鹽堿化是影響水稻生產(chǎn)進(jìn)一步穩(wěn)定發(fā)展的最大制約因素之一。我國(guó)東北、華北和西北的內(nèi)陸干旱和半干旱地區(qū)以及長(zhǎng)江以北的濱海鹽堿稻作區(qū)，在水稻種子萌發(fā)階段易受到鹽堿的危害，導(dǎo)致水稻發(fā)芽勢(shì)降低、發(fā)芽不齊、芽尖枯黃和彎曲，甚至死亡［１］；同時(shí)鹽堿稻區(qū)水稻在幼苗生長(zhǎng)階段也發(fā)生不同程度的鹽堿危害，影響著水稻基本苗的確立和光合群體的建立［２］。因此，水稻發(fā)芽期和幼苗期的耐鹽堿性是鹽堿稻區(qū)水稻早期生長(zhǎng)階段不可忽視的抗逆性狀，應(yīng)引起足夠的重視。近年來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者主要是對(duì)水稻品種本身耐鹽堿性的提高進(jìn)行研究，對(duì)水稻發(fā)芽期和幼苗期的耐鹽堿性進(jìn)行鑒定評(píng)價(jià)［２］，篩選出一批耐鹽堿的優(yōu)異種質(zhì)［３－９］。但篩選耐鹽堿的水稻品種是利用水稻本身具有的抗鹽堿性，涉及種質(zhì)資源的尋找、作物的遺傳性狀及作物育種等諸多方面的問題，其耗時(shí)費(fèi)力，且具有不確定性。我們利用植物促生細(xì)菌（Ｐｌａｎｔ Ｇｒｏｗｔｈ－ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ Ｒｈｉｚｏｂａｃｔｅｒｉａ，ＰＧＰＲ）［１０］的介入來處理普通的不耐鹽堿水稻品種的種子，同樣能夠有效地解決水稻種子在鹽堿脅迫下萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)階段所受到的危害。

１材料與方法

所用稻種為２００６年收獲的超級(jí)稻，細(xì)菌菌株JT-5于２００６年從吉林省九臺(tái)農(nóng)場(chǎng)稻田的水稻根部分離獲得，試驗(yàn)所用到的化學(xué)藥品均為分析純。水稻種子經(jīng)過去雜挑選后，先用質(zhì)量濃度為３０ ｇ／Ｌ的次氯酸鈉溶液消毒２０ ｍｉｎ［２］，然后用去離子水沖洗５次。將稻種以三明治形式夾于大試管（３０ ｍｍ×３００ ｍｍ）內(nèi)的兩層濾紙間，再用５ ｍＬ預(yù)先調(diào)好濃度的JT-5菌懸液（ＯＤ５３５ ｎｍ＝０．５０±０．０２）［１１］浸濕濾紙（對(duì)照用去離子水），最后加入不同濃度的氯化鈉溶液（０、２５、５０、７５、１００、１２５ ｍｍｏｌ／Ｌ）３０ ｍＬ，以容器封口膜封口，豎置于２８ ℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)，從第三天開始每隔１２ ｈ記錄１次發(fā)芽數(shù)（以根長(zhǎng)等于種子的長(zhǎng)或者芽長(zhǎng)等于種子長(zhǎng)的一半為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)）［１２］，連續(xù)記錄到第六天；芽發(fā)齊后，轉(zhuǎn)移到光照培養(yǎng)箱培養(yǎng)，一周后測(cè)量根長(zhǎng)和苗高［１３］；苗和根的干重、鮮重；水稻苗根的脯氨酸含量測(cè)定參照張志良等［１４］的方法；利用ＳＰＳＳ１３．０軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

２結(jié)果與分析

２．１鹽脅迫下ＪＴ－５菌株對(duì)水稻種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率的影響

由表１可知，對(duì)照處理組中水稻種子的發(fā)芽勢(shì)隨著鹽脅迫濃度的增加而逐漸降低；而經(jīng)ＪＴ－５菌株處理后，水稻種子的發(fā)芽勢(shì)相對(duì)穩(wěn)定，只是在無鹽脅迫時(shí)，ＪＴ－５菌株處理的發(fā)芽勢(shì)有所降低，但是并無顯著性差異（Ｐ＞０．０５），給予水稻生存環(huán)境一定的鹽脅迫后，ＪＴ－５對(duì)水稻種子發(fā)芽勢(shì)的促進(jìn)作用就逐漸地表現(xiàn)出來，在氯化鈉濃度為７５ ｍｍｏｌ／Ｌ時(shí)，發(fā)芽勢(shì)極顯著地高于對(duì)照處理組（Ｐ＜０．０１）。就發(fā)芽率而言，在試驗(yàn)所用的鹽濃度范圍內(nèi)，對(duì)照處理組呈下降的趨勢(shì)，但變化不明顯，發(fā)芽率都在75％以上，而經(jīng)ＪＴ－５處理后，高濃度的鹽脅迫下水稻的發(fā)芽率仍高于對(duì)照組，均超過９０％。結(jié)果表明，對(duì)照處理中，隨著鹽濃度增加，種子發(fā)芽的時(shí)間推遲、發(fā)芽過程延長(zhǎng)、發(fā)芽率降低，和郭彥等［１３］的研究結(jié)果一致；但種子經(jīng)ＪＴ－５菌株處理后，能有效地改善以上情況，ＪＴ－５菌株能夠在鹽脅迫下有效地促進(jìn)水稻種子的萌發(fā)。

２．２鹽脅迫下ＪＴ－５菌株對(duì)水稻幼苗的根長(zhǎng)、苗高及不定根數(shù)的影響

由表２可知，在鹽脅迫濃度不大于１００ ｍｍｏｌ／Ｌ時(shí)，未經(jīng)ＪＴ－５菌株處理的水稻幼苗根長(zhǎng)的變化幅度不大；但在鹽濃度為１２５ ｍｍｏｌ／Ｌ時(shí)，其根長(zhǎng)突然變短；接種ＪＴ－５菌株后，高鹽濃度下根長(zhǎng)顯著長(zhǎng)于對(duì)照組（Ｐ＜０．０５）。由圖１可知，經(jīng)ＪＴ－５菌株處理后，在鹽濃度高于５０ ｍｍｏｌ／Ｌ時(shí)，苗高均高于未接種ＪＴ－５菌株的處理組；接種ＪＴ－５菌株后水稻幼苗的不定根數(shù)目統(tǒng)計(jì)結(jié)果均顯著多于對(duì)照組（Ｐ＜０．０５）。

２．３鹽脅迫下ＪＴ－５菌株對(duì)水稻幼苗干物質(zhì)量、含水量（占鮮重）的影響

由圖２可知，在鹽脅迫下，經(jīng)ＪＴ－５菌株處理的苗干物質(zhì)量均高于對(duì)照組，與苗高的結(jié)果一致；而根的干物質(zhì)量則低于對(duì)照組，與根長(zhǎng)的結(jié)果剛好相反。但從水稻幼苗組織含水量（占鮮重）來看（圖３），是否經(jīng)ＪＴ－５菌株處理，對(duì)水稻幼苗地上部分的含水量并無影響，而根的含水量則是ＪＴ－５菌株處理組均高于對(duì)照組（圖４）。上述結(jié)果表明，菌株ＪＴ－５在鹽脅迫下能夠促進(jìn)水稻幼苗地上部分干物質(zhì)量的積累，同時(shí)有效地促進(jìn)幼苗根對(duì)水分的吸收，且隨著鹽脅迫程度增強(qiáng)而呈加強(qiáng)趨勢(shì)。

２．４鹽脅迫下ＪＴ－５菌株對(duì)水稻幼苗根脯氨酸含量的影響

由圖５可知，經(jīng)ＪＴ－５菌株處理后，水稻幼苗根脯氨酸含量也是隨著鹽溶液濃度的增大而增大，但是均低于對(duì)照處理組，這可能是由于細(xì)菌的活動(dòng)緩解了鹽溶液對(duì)水稻幼苗的部分脅迫壓力，具體原因有待進(jìn)一步研究。

３討論

試驗(yàn)結(jié)果證明，菌株ＪＴ－5在較高濃度的鹽脅迫下能有效地促進(jìn)水稻種子的萌發(fā)；對(duì)水稻幼苗的苗高、根長(zhǎng)和不定根數(shù)有促進(jìn)生長(zhǎng)的作用；促進(jìn)地上部分干物質(zhì)量的積累；促進(jìn)根對(duì)水分的吸收。通過測(cè)定水稻幼苗根脯氨酸含量的結(jié)果可知，ＪＴ－５菌株并非是通過增加水稻體內(nèi)脯氨酸的含量來獲得對(duì)鹽溶液的抗逆能力的，該菌株并不具有ＡＣＣ脫氨酶活性，無法用Ｇｌｉｃｋ等［１０］的理論來解釋，因此ＪＴ－５菌株對(duì)水稻種子的萌發(fā)和對(duì)水稻幼苗生長(zhǎng)的促進(jìn)作用機(jī)制還需進(jìn)一步的研究。

目前我國(guó)耕地面積不斷減少，土地鹽堿化不斷惡化，國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段治理和開發(fā)鹽堿化土地的方法大多停留在物理、化學(xué)的手段上，生物方法主要是尋求耐鹽堿物種，而應(yīng)用微生物技術(shù)參與治理和開發(fā)鹽堿化土地在國(guó)外雖有一些報(bào)道，但是國(guó)內(nèi)至今還未見相關(guān)報(bào)道。利用細(xì)菌和相應(yīng)的植物相互作用來加強(qiáng)植物的耐鹽堿抗逆性，增強(qiáng)水稻對(duì)鹽堿的耐受范圍，以達(dá)到治理和利用鹽堿化土地的目的，這無疑為治理和開發(fā)鹽堿化土地提供了一條有效的新途徑。

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（責(zé)任編輯張毅）

收稿日期：２０１１－０５－０９

基金項(xiàng)目：長(zhǎng)春市科技局項(xiàng)目［長(zhǎng)科技合（２００９０２７）］；吉林省教育廳項(xiàng)目［吉教科合字２００９第２４號(hào)］

作者簡(jiǎn)介：辛樹權(quán)（１９７０－），男，吉林省九臺(tái)人，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，主要從事微生物教學(xué)與研究工作，（電話）１３０３９１２８１２（電子信箱）ｚｈａｏｇｒｏｕｐ＠１２６．ｃｏｍ。