朱艷蕾， 米麗吾葉提·阿達(dá)力

(1. 新疆師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 新疆特殊環(huán)境物種保護(hù)與調(diào)控生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室 干旱區(qū)植物逆境生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室， 新疆 烏魯木齊 830054； 2. 陜西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院， 陜西 西安 710119)

微生物是干旱環(huán)境中最早的“殖民者”[1-2]，能夠與植物建立穩(wěn)定的共生關(guān)系，幫助植物吸收水分和養(yǎng)分，加速幼苗生長和植株形成，從而提高植物對干旱脅迫的抗性[3-5]。相關(guān)研究結(jié)果表明：在干旱生態(tài)系統(tǒng)中，植物的生存往往依賴特定細(xì)菌群落(如內(nèi)生細(xì)菌和根際細(xì)菌)的定植和有益作用[6-7]。

新疆伊犁西部的塔克爾莫乎爾沙漠多為固定、半固定沙丘，具有溫帶沙漠氣候特點(diǎn)，以干旱少雨甚至無雨為主要特征[8-9]。銀砂槐〔Ammodendronbifolium(Pall.) Yakovl.〕隸屬于豆科(Fabaceae)銀砂槐屬(AmmodendronFisch. ex DC.)，為落葉小灌木，是分布在塔克爾莫乎爾沙漠中的一種優(yōu)良固沙植物，自然種群更新能力較差，被列為國家Ⅱ級重點(diǎn)保護(hù)野生植物[8]。初步研究結(jié)果表明：銀砂槐的內(nèi)生細(xì)菌具有促進(jìn)其種子萌發(fā)及早期幼苗生長的作用[10]。然而，這些內(nèi)生細(xì)菌在銀砂槐對荒漠干旱環(huán)境適應(yīng)過程中的作用尚未明確。

種子萌發(fā)是指從種子開始吸水到胚根突破種皮的全過程[11]，對脅迫環(huán)境下幼苗的及時(shí)建立和植物種群構(gòu)建具有極其重要的作用[12-14]。植物種子內(nèi)的貯藏物質(zhì)可為種子萌發(fā)和早期幼苗生長提供營養(yǎng)物質(zhì)和能量[15-16]，碳水化合物不僅是種子中的主要貯藏物質(zhì)，而且是植物種子萌發(fā)的重要碳源，其分配利用模式可揭示幼苗的生存和建立策略[15]。明確干旱脅迫條件下銀砂槐種子的萌發(fā)策略及其貯藏物質(zhì)含量的變化規(guī)律對于揭示銀砂槐種子萌發(fā)機(jī)制具有重要意義。

鑒于此，對PEG6000模擬的干旱脅迫(即滲透脅迫)條件下接種內(nèi)生細(xì)菌菌株AY3、AY9和AG18后銀砂槐的種子萌發(fā)(包括種子萌發(fā)率和胚根長)及主要碳水化合物(包括淀粉、可溶性糖、蔗糖、葡萄糖、果糖和總碳水化合物)含量的變化進(jìn)行了比較分析，以期揭示內(nèi)生細(xì)菌對銀砂槐種子萌發(fā)的影響及促生、抗逆作用，并為研究銀砂槐對干旱脅迫環(huán)境的適應(yīng)策略、內(nèi)生細(xì)菌與植物互作機(jī)制及種子破眠機(jī)制等提供理論基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 材料

供試銀砂槐種子于2014年7月采自新疆伊犁西部的塔克爾莫乎爾沙漠，自然風(fēng)干后去除果皮及雜物，選擇大小適中、籽粒飽滿且無病蟲害的種子，置于室溫條件下保存、備用。

供試菌株為作者所在實(shí)驗(yàn)室前期分離保存的銀 砂槐內(nèi)生細(xì)菌菌株，分別為葡萄球菌屬(Staphylococcus)菌株AY3(KR045836)、考克氏菌屬(Kocuria)菌株AY9(KR045840)和芽孢桿菌屬(Bacillus)菌株AG18(KR045821)。將活化的菌株分別接種至牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基中，30 ℃條件下150 r·min-1振蕩培養(yǎng)24 h；4 ℃條件下8 000 r·min-1離心10 min，收集沉淀；將沉淀懸浮于10 mmol·L-1磷酸緩沖液(含150 mmol·L-1NaCl，pH 7.0)中，并使用該磷酸緩沖液于波長600 nm處將菌懸液的OD值調(diào)整至1.0，備用。

1.2 方法

1.2.1 處理方法 采用朱艷蕾等[17]的方法對種子進(jìn)行表面消毒，具體操作如下：種子經(jīng)蒸餾水沖洗5～6次后，先用體積分?jǐn)?shù)75%乙醇消毒12 min，再用質(zhì)量體積分?jǐn)?shù)5%NaClO溶液消毒15 min，最后用無菌水沖洗6～8次。經(jīng)表面消毒后，用刀片在種臍背面進(jìn)行缺刻處理，以破壞種皮的不透水性[18]。將消毒并破口的種子浸入內(nèi)生細(xì)菌菌株AY3、AY9和AG18的菌懸液中浸泡4 h，以10 mmol·L-1磷酸緩沖液(含150 mmol·L-1NaCl， pH 7.0)浸泡4 h的種子為對照(未接種內(nèi)生細(xì)菌，CK)；將種子分別置于裝有無菌水(正常條件，滲透勢0.0 MPa)或質(zhì)量體積分?jǐn)?shù)14.3%PEG6000溶液(滲透脅迫條件，滲透勢-0.3 MPa)潤濕的雙層濾紙的培養(yǎng)皿中，于20 ℃條件下進(jìn)行暗培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)共8個(gè)處理，每個(gè)處理16個(gè)培養(yǎng)皿，每皿30粒種子。

1.2.2 指標(biāo)統(tǒng)計(jì)及測定 在暗培養(yǎng)0、5、10和15 d，每個(gè)處理分別取4個(gè)培養(yǎng)皿(每皿視為1個(gè)重復(fù))，統(tǒng)計(jì)每個(gè)培養(yǎng)皿中萌發(fā)的種子數(shù)量(以胚根突破種皮作為判定種子萌發(fā)的標(biāo)準(zhǔn))，據(jù)此計(jì)算種子萌發(fā)率，計(jì)算公式為“種子萌發(fā)率=(某培養(yǎng)皿中萌發(fā)的種子數(shù)/該培養(yǎng)皿中種子的總數(shù))×100%”；使用直尺(精度1 mm)測量胚根長。

將每個(gè)培養(yǎng)皿中所有萌發(fā)的種子置于液氮中研磨成粉末；精確稱量0.100 0 g粉末，加入體積分?jǐn)?shù)80%乙醇1 mL，65 ℃水浴30 min，室溫條件下13 000 r·min-1離心20 min，分別收集上清液和沉淀；沉淀用體積分?jǐn)?shù)80%乙醇1 mL重復(fù)提取1次，分別收集上清液和沉淀；沉淀用1 mL蒸餾水按上述條件提取1次，分別收集上清液和沉淀；沉淀加入蒸餾水1 mL，沸水浴30 min后，室溫條件下13 000 r·min-1離心20 min，分別收集上清液和沉淀，將4次提取的上清液合并，即為可溶性糖提取液。

將沉淀進(jìn)行酸解[19]，采用蒽酮比色法[20]測定淀粉含量；取可溶性糖提取液6 μL，采用蒽酮比色法[20]測定可溶性糖含量；取可溶性糖提取液10 μL，采用Rasmussen等[21]的方法測定蔗糖、葡萄糖和果糖含量。根據(jù)測定結(jié)果計(jì)算總碳水化合物含量(即可溶性糖含量和淀粉含量的總和)。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析

采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析。

2 結(jié)果和分析

2.1 滲透脅迫條件下內(nèi)生細(xì)菌對銀砂槐種子萌發(fā)的影響

正常(滲透勢0.0 MPa)及滲透脅迫(滲透勢-0.3 MPa)條件下不同內(nèi)生細(xì)菌對銀砂槐種子萌發(fā)率和胚根長的影響結(jié)果見表1。由表1可見：在正常條件下，銀砂槐種子萌發(fā)過程中各組的種子萌發(fā)率均持續(xù)升高，表現(xiàn)為在培養(yǎng)5 d時(shí)基本上不顯著升高，在培養(yǎng)10和15 d時(shí)顯著升高；對照(未接種內(nèi)生細(xì)菌，CK)組及AY3、AY9和AG18組(分別接種內(nèi)生細(xì)菌菌株AY3、AY9和AG18)的種子萌發(fā)率在培養(yǎng)15 d時(shí)分別為13.3%、61.9%、46.7%和53.3%。在滲透脅迫條件下，各組的種子萌發(fā)率也持續(xù)升高，表現(xiàn)為在培養(yǎng)5 d時(shí)不顯著升高，在培養(yǎng)10 d時(shí)部分顯著升高，在培養(yǎng)15 d時(shí)顯著升高；CK、AY3、AY9和AG18組的種子萌發(fā)率在培養(yǎng)15 d時(shí)分別為2.3%、21.1%、19.3%和22.5%。比較來看，滲透脅迫條件下CK、AY3、AY9和AG18組的種子萌發(fā)率基本上顯著低于正常條件下，且正常及滲透脅迫條件下AY3、AY9和AG18組的種子萌發(fā)率在培養(yǎng)15 d時(shí)顯著高于CK組。

處理2)Treatment2)不同培養(yǎng)時(shí)間種子萌發(fā)率/%Seed germination rate at different culture times不同培養(yǎng)時(shí)間時(shí)間胚根長/mmRadicle length at different culture times0 d5 d10 d15 d0 d5 d10 d15 d正常條件下(滲透勢0.0 MPa) Under normal condition (osmotic stress potential of 0.0 MPa) CK0.0±0.0Ba0.7±0.3Bb3.3±1.0Bef13.3±2.8Ad0.0±0.0Ba0.1±0.0Bab0.4±0.1Bc2.5±0.3Ac AY30.0±0.0Ca2.7±0.7Ca35.3±3.7Ba61.9±3.1Aa0.0±0.0Ca0.2±0.1Cab4.4±0.2Ba11.3±0.8Aa AY90.0±0.0Da6.0±0.7Ca22.7±1.6Bbc46.7±1.5Ab0.0±0.0Ca0.4±0.1Ca2.1±0.2Bb5.7±0.3Ab AG180.0±0.0Ca3.4±0.1Ca27.3±3.1Bab53.3±2.7Aa0.0±0.0Ca0.2±0.1Cab4.9±0.2Ba9.9±0.5Aa滲透脅迫條件下(滲透勢-0.3 MPa) Under osmotic stress condition (osmotic stress potential of -0.3 MPa) CK0.0±0.0Aa0.0±0.0Ab1.3±0.5Af2.3±1.0Ae0.0±0.0Aa0.0±0.0Ab0.2±0.1Ac0.4±0.1Ad AY30.0±0.0Ba0.0±0.0Bb4.7±1.8Bef21.1±2.2Acd0.0±0.0Ca0.0±0.0Cb0.4±0.1Bc2.5±0.2Ac AY90.0±0.0Ca0.7±0.3Cb10.0±1.1Bde19.3±0.7Acd0.0±0.0Ca0.0±0.0Cb0.6±0.1Bc2.0±0.2Acd AG180.0±0.0Ba1.3±0.5Ba15.0±4.0Acd22.5±5.1Ac0.0±0.0Ca0.0±0.0Cb1.6±0.2Bb3.2±0.2Ac

1)同行中不同的大寫字母表示同一指標(biāo)在不同培養(yǎng)時(shí)間差異顯著(P<0.05) Different capitals in the same row indicate the significant difference of the same index among different culture times (P<0. 05)； 同列中不同的小寫字母表示同一指標(biāo)在不同組間差異顯著(P<0.05) Different lowercases in the same column indicate the significant difference of the same index among different groups (P<0.05).

2)CK： 未接種內(nèi)生細(xì)菌，對照 Not inoculated with endophytic bacterium, the control； AY3： 接種內(nèi)生細(xì)菌菌株AY3 Inoculated with endophytic bacterium strain AY3； AY9： 接種內(nèi)生細(xì)菌菌株AY9 Inoculated with endophytic bacterium strain AY9； AG18： 接種內(nèi)生細(xì)菌菌株AG18 Inoculated with endophytic bacterium strain AG18.

由表1還可見：在正常及滲透脅迫條件下，銀砂槐種子萌發(fā)過程中各組的胚根長均持續(xù)增大，表現(xiàn)為在培養(yǎng)5 d時(shí)不顯著增大，在培養(yǎng)10 d時(shí)基本上顯著增大，在培養(yǎng)15 d時(shí)顯著增大；正常條件下CK、AY3、AY9和AG18組的胚根長在培養(yǎng)15 d時(shí)分別為2.5、11.3、5.7和9.9 mm，滲透脅迫條件下各組的胚根長分別為0.4、2.5、2.0和3.2 mm。比較來看，滲透脅迫條件下CK、AY3、AY9和AG18組的胚根長基本上顯著低于正常條件下。并且，正常條件下AY3、AY9和AG18組及滲透脅迫條件下AG18組的胚根長在培養(yǎng)10 d時(shí)顯著高于CK組；正常及滲透脅迫條件下AY3、AY9和AG18組的胚根長在培養(yǎng)15 d時(shí)基本上顯著高于CK組；正常及滲透脅迫條件下AY3、AY9和AG18組的胚根長在培養(yǎng)5 d時(shí)不顯著高于CK組。

2.2 滲透脅迫條件下內(nèi)生細(xì)菌對銀砂槐種子萌發(fā)過程中主要碳水化合物含量的影響

正常(滲透勢0.0 MPa)及滲透脅迫(滲透勢-0.3 MPa)條件下不同內(nèi)生細(xì)菌對銀砂槐種子萌發(fā)過程中淀粉、可溶性糖、蔗糖、葡萄糖、果糖和總碳水化合物含量的影響結(jié)果見表2。由表2可見：在正常條件下，銀砂槐種子萌發(fā)過程中各組的淀粉含量均持續(xù)降低，表現(xiàn)為在培養(yǎng)5 d時(shí)不顯著降低，在培養(yǎng)10 d時(shí)基本上顯著降低，在培養(yǎng)15 d時(shí)部分顯著降低；對照(未接種內(nèi)生細(xì)菌，CK)組及AY3、AY9和AG18組(分別接種內(nèi)生細(xì)菌菌株AY3、AY9和AG18)的淀粉含量在培養(yǎng)15 d時(shí)分別較培養(yǎng)0 d時(shí)降低了37.3%、69.7%、57.8%和63.0%。在滲透脅迫條件下，各組的淀粉含量均先升高后降低，表現(xiàn)為在培養(yǎng)5 d時(shí)不顯著升高，在培養(yǎng)10 d時(shí)基本上顯著降低，在培養(yǎng)15 d時(shí)基本上不顯著降低；CK、AY3、AY9和AG18組的淀粉含量在培養(yǎng)15 d時(shí)分別較培養(yǎng)0 d時(shí)降低了23.3%、46.0%、37.2%和44.3%。比較來看，滲透脅迫條件下CK、AY3、AY9和AG18組的淀粉含量高于正常條件下，且正常及滲透脅迫條件下AY3、AY9和AG18組的淀粉含量在培養(yǎng)5 d時(shí)與CK組間差異不顯著，在培養(yǎng)10和15 d基本上顯著低于CK組。

由表2還可見：在正常及滲透脅迫條件下，銀砂槐種子萌發(fā)過程中各組的可溶性糖含量均持續(xù)降低，表現(xiàn)為在培養(yǎng)5和10 d時(shí)顯著降低；在培養(yǎng)15 d時(shí)正常條件下AY3、AY9和AG18組的可溶性糖含量顯著降低，而滲透脅迫條件下基本上不顯著降低。正常條件下CK、AY3、AY9和AG18組的可溶性糖含量在培養(yǎng)15 d時(shí)分別較培養(yǎng)0 d時(shí)降低了37.9%、66.9%、51.7%和60.8%；滲透脅迫條件下CK、AY3、AY9和AG18組的可溶性糖含量在培養(yǎng)15 d時(shí)分別較培養(yǎng)0 d時(shí)降低了28.4%、60.6%、44.4%和51.8%。比較來看，滲透脅迫條件下CK、AY3、AY9和AG18組的可溶性糖含量高于正常條件下，且正常及滲透脅迫條件下AY3、AY9和AG18組可溶性糖含量顯著低于CK組。

由表2還可見：在正常條件下，銀砂槐種子萌發(fā)過程中各組的蔗糖含量基本上先升高后降低，表現(xiàn)為在培養(yǎng)5 d時(shí)基本上達(dá)到最高值，在培養(yǎng)10 d時(shí)顯著降低，在培養(yǎng)15 d時(shí)部分顯著降低；CK、AY3、AY9和AG18組的蔗糖含量在培養(yǎng)15 d時(shí)分別較培養(yǎng)0 d時(shí)降低了9.1%、80.6%、58.1%和63.9%。在滲透脅迫條件下，各組的蔗糖含量基本上變化各異，且AY3、AY9和AG18組的蔗糖含量在培養(yǎng)10和15 d時(shí)基本上顯著降低；CK組的蔗糖含量在培養(yǎng)15 d時(shí)較培養(yǎng)0 d時(shí)升高了2.3%，而AY3、AY9和AG18組的蔗糖含量在培養(yǎng)15 d時(shí)分別較培養(yǎng)0 d時(shí)降低了58.1%、37.7%和55.8%。比較來看，滲透脅迫條件下CK、AY3、AY9和AG18組的蔗糖含量基本上高于正常條件下，且正常及滲透脅迫條件下AY3、AY9和AG18組的蔗糖含量在培養(yǎng)5、10和15 d時(shí)顯著低于CK組。

由表2還可見：在正常條件下，銀砂槐種子萌發(fā)過程中各組的葡萄糖和果糖含量均持續(xù)升高，葡萄糖含量在培養(yǎng)0和5 d時(shí)及果糖含量在培養(yǎng)0 d時(shí)均為0.00 mg·g-1，果糖含量在培養(yǎng)5 d時(shí)不顯著升高，二者均在培養(yǎng)10和15 d時(shí)顯著升高。在滲透脅迫條件下，各組的葡萄糖和蔗糖含量也基本上持續(xù)升高，表現(xiàn)為在培養(yǎng)5 d時(shí)不顯著升高，在培養(yǎng)10和15 d時(shí)基本上顯著升高。比較來看，滲透脅迫條件下CK、AY3、AY9和AG18組的葡萄糖和果糖含量基本上低于正常條件下，且正常及滲透脅迫條件下AY3、AY9和AG18組的葡萄糖和果糖含量在培養(yǎng)10和15 d時(shí)基本上顯著高于CK組。

由表2還可見：在正常及滲透脅迫條件下，銀砂槐種子萌發(fā)過程中各組的總碳水化合物含量基本上持續(xù)降低，表現(xiàn)為在培養(yǎng)5、10和15 d時(shí)基本上顯著降低；正常條件下CK、AY3、AY9和AG18組的總碳水化合物含量在培養(yǎng)15 d時(shí)分別較培養(yǎng)0 d時(shí)降低了37.7%、68.1%、54.3%和61.7%，滲透脅迫條件下CK、AY3、AY9和AG18組的總碳水化合物含量在培養(yǎng)15 d時(shí)分別較培養(yǎng)0 d時(shí)降低了26.3%、54.4%、41.3%和48.7%。比較來看，滲透脅迫條件下CK、AY3、AY9和AG18組的總碳水化合物含量高于正常條件下，且正常及滲透脅迫條件下AY3、AY9和AG18組的總碳水化合物含量在培養(yǎng)5 d時(shí)不顯著低于CK組，在培養(yǎng)10和15 d時(shí)顯著低于CK組。

處理2)Treatment2)不同培養(yǎng)時(shí)間淀粉含量/(mg·g-1)Starch content at different culture times不同培養(yǎng)時(shí)間可溶性糖含量/(mg·g-1)Soluble sugar content at different culture times0 d5 d10 d15 d0 d5 d10 d15 d正常條件下(滲透勢0.0 MPa) Under normal condition (osmotic stress potential of 0.0 MPa) CK29.59±1.18Aa29.47±0.82Aa25.41±0.70Aab18.54±1.32Bab41.90±1.13Aa36.21±1.16Bab29.36±1.16Cab26.00±0.81Cb AY331.47±0.77Aa29.10±0.83Aa17.04±1.11Bde9.53±1.30Cd43.17±1.57Aa25.90±0.68Bd19.74±0.41Cd14.29±0.38De AY931.03±1.31Aa29.57±1.76Aa16.34±0.15Be13.08±0.60Bcd41.27±0.84Aa30.70±0.58Bc22.65±0.43Ccd19.95±0.30Dcd AG1830.70±0.55Aa28.95±0.35Aa19.86±0.59Bcde11.37±0.26Cd43.10±2.15Aa29.56±0.83Bcd23.16±0.82Cc16.89±0.48Dde滲透脅迫條件下(滲透勢-0.3 MPa) Under osmotic stress condition (osmotic stress potential of -0.3 MPa) CK29.59±1.18Aa32.92±0.71Aa27.23±2.11ABa22.69±0.98Ba41.90±1.13Aa40.93±1.32Aa34.09±1.75Ba30.01±1.06Ba AY331.47±0.77Aa32.63±0.56Aa21.19±0.38Bbc17.04±0.91Cbc43.17±1.57Aa25.44±1.55Bd18.97±1.36Cd17.02±0.92Cde AY931.03±1.31Aa32.82±0.67Aa21.70±0.26Bbc19.48±1.20Bab41.27±0.84Aa33.90±0.87Bbc26.48±0.77Cbc22.96±0.78Dbc AG1830.70±0.55Aa34.38±0.89Aa20.77±1.14Bcd17.09±1.64Bbc43.10±2.15Aa31.58±0.61Bbc24.58±1.29Cbc20.76±0.73Cc處理2)Treatment2)不同培養(yǎng)時(shí)間蔗糖含量/(mg·g-1)Sucrose content at different culture times不同培養(yǎng)時(shí)間葡萄糖含量/(mg·g-1)Glucose content at different culture times0 d5 d10 d15 d0 d5 d10 d15 d正常條件下(滲透勢0.0 MPa) Under normal condition (osmotic stress potential of 0.0 MPa) CK19.72±0.30Ba23.20±0.21Abc19.28±0.86Bab17.92±0.61Bb0.00±0.00Ca0.00±0.00Ca0.25±0.02Bc0.46±0.05Ae AY320.12±0.51Aa15.28±0.67Be9.33±1.17Ce3.91±0.25De0.00±0.00Ca0.00±0.00Ca0.84±0.04Ba2.50±0.09Aa AY919.89±0.40Aa20.49±0.56Acd10.42±0.83Bde8.34±0.64Bd0.00±0.00Ca0.00±0.00Ca0.73±0.03Bab2.39±0.14Aa AG1819.61±0.85Aa20.27±0.87Ad14.07±1.55Bcd7.07±0.45Cd0.00±0.00Ca0.00±0.00Ca0.88±0.14Ba1.82±0.24Ab滲透脅迫條件下(滲透勢-0.3 MPa) Under osmotic stress condition (osmotic stress potential of -0.3 MPa) CK19.72±0.30BCa26.81±0.37Aa20.07±1.32Ba20.18±0.65Ba0.00±0.00Ba0.00±0.00Ba0.42±0.03Abc0.39±0.01Ae AY320.12±0.51Aa15.12±0.91Be10.85±0.82Cde8.44±0.59Dd0.00±0.00Ca0.00±0.00Ca0.62±0.04Bab1.13±0.08Acd AY919.89±0.40Ba24.35±0.42Ab16.14±0.33Cbc12.40±0.11Dc0.00±0.00Ca0.00±0.00Ca0.71±0.09Bab1.03±0.14Ad AG1819.61±0.85Aa19.31±0.33Ad14.22±0.42Bcd8.66±0.35Cd0.00±0.00Ca0.00±0.00Ca0.78±0.08Ba1.53±0.31Abc處理2)Treatment2)不同培養(yǎng)時(shí)間果糖含量/(mg·g-1)Fructose content at different culture times不同培養(yǎng)時(shí)間總碳水化合物含量/(mg·g-1)Total carbohydrate content at different culture times0 d5 d10 d15 d0 d5 d10 d15 d正常條件下(滲透勢0.0 MPa) Under normal condition (osmotic stress potential of 0.0 MPa) CK0.00±0.00Ca0.06±0.00Cd0.29±0.04Bd0.54±0.01Ad71.50±1.18Aa65.68±1.36Aab54.77±1.54Bab44.54±1.50Bb AY30.00±0.00Ca0.27±0.03Cab1.49±0.06Ba3.09±0.14Aa74.64±1.64Aa55.00±0.66Bc36.78±0.39Ce23.82±1.30Df AY90.00±0.00Ca0.11±0.01Ccd1.07±0.08Bbc2.95±0.10Aa72.30±1.66Aa60.27±2.08Bbc38.98±0.50Cde33.03±0.48Dde AG180.00±0.00Ca0.36±0.03Ca1.31±0.08Bab2.50±0.17Aab73.81±2.25Aa58.51±1.08Bbc43.03±0.98Ccde28.26±0.63Def滲透脅迫條件下(滲透勢-0.3 MPa) Under osmotic stress condition (osmotic stress potential of -0.3 MPa) CK0.00±0.00Ba0.11±0.00ABcd0.17±0.01ABd0.36±0.02Ad71.50±1.18Aa73.85±0.80Aa61.33±3.82Ba52.71±1.53Ca AY30.00±0.00Ca0.30±0.03BCab0.39±0.04Bd1.52±0.17Ac74.64±1.64Aa58.07±1.97Bc40.16±1.50Cde34.05±0.62Cd AY90.00±0.00Ca0.19±0.01Cbc0.76±0.12Bc1.48±0.09Ac72.30±1.66Aa66.72±1.11Bab48.18±1.00Cbc42.44±1.33Dbc AG180.00±0.00Ca0.33±0.03BCa0.92±0.06Bc2.00±0.28Abc73.81±2.25Aa65.95±3.48Bab45.36±1.50Ccd37.85±0.94Dcd

1)同行中不同的大寫字母表示同一指標(biāo)在不同培養(yǎng)時(shí)間差異顯著(P<0.05) Different capitals in the same row indicate the significant difference of the same index among different culture times (P<0. 05)； 同列中不同的小寫字母表示同一指標(biāo)在不同組間差異顯著(P<0.05) Different lowercases in the same column indicate the significant difference of the same index among different groups (P<0. 05).

2)CK： 未接種內(nèi)生細(xì)菌，對照 Not inoculated with endophytic bacterium, the control； AY3： 接種內(nèi)生細(xì)菌菌株AY3 Inoculated with endophytic bacterium strain AY3； AY9： 接種內(nèi)生細(xì)菌菌株AY9 Inoculated with endophytic bacterium strain AY9； AG18： 接種內(nèi)生細(xì)菌菌株AG18 Inoculated with endophytic bacterium strain AG18.

3 討論和結(jié)論

干旱脅迫可限制植物種子萌發(fā)和植株生長發(fā)育[22-23]，內(nèi)生細(xì)菌和真菌能改善植物性能、促進(jìn)植物生長和定植，并有助于植物在多種脅迫環(huán)境條件下(如高溫和干旱等[6，24])生長。本研究結(jié)果表明：在PEG6000模擬的干旱脅迫(滲透脅迫，滲透勢-0.3 MPa)條件下，對照(未接種內(nèi)生細(xì)菌，CK)組及AY3、AY9和AG18組(分別接種內(nèi)生細(xì)菌菌株AY3、AY9和AG18)銀砂槐的種子萌發(fā)率和胚根長均顯著低于正常(滲透勢0.0 MPa)條件下，并且，在滲透脅迫條件下3個(gè)接菌組銀砂槐的種子萌發(fā)率和胚根長在培養(yǎng)10和15 d時(shí)均顯著高于CK組，說明滲透脅迫能夠顯著抑制銀砂槐種子的萌發(fā)和胚根生長，并且，內(nèi)生細(xì)菌可明顯減輕滲透脅迫對銀砂槐種子萌發(fā)和胚根生長的抑制效應(yīng)，有助于提高銀砂槐對荒漠環(huán)境的適應(yīng)性，并對銀砂槐種群維持有重要作用。

種子內(nèi)的貯藏物質(zhì)與種子萌發(fā)策略和早期幼苗發(fā)育有很大關(guān)系，貯藏物質(zhì)的數(shù)量和利用情況直接關(guān)系早期幼苗生長[25]。淀粉是種子中的重要碳源之一，可在種子萌發(fā)前或萌發(fā)過程中大量水解為葡萄糖，為種子萌發(fā)提供碳源和能量[26-27]。銀砂槐種子內(nèi)的淀粉含量占總碳水化合物含量的40%[28]。本研究中，正常和滲透脅迫條件下3個(gè)接菌組銀砂槐種子萌發(fā)過程中淀粉含量在培養(yǎng)5 d時(shí)與CK組差異不顯著，在培養(yǎng)10和15 d時(shí)基本上顯著低于CK組，說明在培養(yǎng)5 d時(shí)銀砂槐種子中的淀粉并未水解，結(jié)合種子萌發(fā)率可認(rèn)為銀砂槐種子萌發(fā)過程中淀粉水解未先于萌發(fā)，據(jù)此推斷銀砂槐種子內(nèi)淀粉的水解產(chǎn)物可能主要用于早期幼苗生長；并且，內(nèi)生細(xì)菌能夠促進(jìn)銀砂槐種子萌發(fā)過程中種子內(nèi)淀粉的水解。

可溶性糖類不僅能夠提高植物種子萌發(fā)，而且是植物異養(yǎng)生長過程中的主要營養(yǎng)來源，包括蔗糖、果糖和葡萄糖等[29-30]。本研究中，與培養(yǎng)0 d時(shí)相比，正常和滲透脅迫條件下CK組和3個(gè)接菌組銀砂槐種子萌發(fā)過程中可溶性糖含量在培養(yǎng)5 d時(shí)基本上顯著降低，而淀粉含量在培養(yǎng)5 d時(shí)卻變化不顯著，說明銀砂槐種子萌發(fā)過程中優(yōu)先利用可溶性糖中的小分子糖類，再利用淀粉的水解產(chǎn)物。

蔗糖是碳水化合物的主要運(yùn)輸形式，在種子萌發(fā)后可被輸送至正在生長的部位[29]。本研究中，與培養(yǎng)0 d相比，正常和滲透脅迫條件下CK組和3個(gè)接菌組銀砂槐種子萌發(fā)過程中蔗糖含量在培養(yǎng)5 d時(shí)基本上變化不顯著，在培養(yǎng)10和15 d時(shí)顯著降低，其水解產(chǎn)物葡萄糖和果糖的含量均在培養(yǎng)10和15 d時(shí)顯著升高，據(jù)此推測蔗糖可能是銀砂槐種子萌發(fā)后早期幼苗生長過程中首先被利用的可溶性糖類。

相關(guān)研究結(jié)果表明：植物種子的萌發(fā)及其貯藏物質(zhì)的動員和利用是2個(gè)獨(dú)立過程[31]，碳水化合物對種子萌發(fā)和萌發(fā)后幼苗生長有重要影響[30，32]。綜合本研究結(jié)果認(rèn)為，內(nèi)生細(xì)菌可明顯減輕滲透脅迫對銀砂槐種子萌發(fā)和胚根生長的抑制效應(yīng)，促進(jìn)種子萌發(fā)過程中碳水化合物的動員和利用。