干旱下植物根際促生菌對(duì)蘋果實(shí)生苗生理特性和磷吸收利用的影響.pdf

1、通過轉(zhuǎn)入外源基因或者接種人工合成菌劑來提高植物在干旱環(huán)境中的適應(yīng)能力，是近年來國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。植物根際促生細(xì)菌(PGPR)是指生存在植物根圈范圍中，對(duì)植物生長(zhǎng)有促進(jìn)或?qū)Σ≡修卓棺饔玫挠幸婕?xì)菌。國(guó)內(nèi)外對(duì)PGPR的研究主要集中在促進(jìn)植物生長(zhǎng)、活化土壤養(yǎng)分、減少化肥施用、提高植物誘導(dǎo)系統(tǒng)抗性等方面，但有關(guān)蘋果抗逆性方面的研究較少。本研究中，我們利用盆栽試驗(yàn)，將從黃土高原地區(qū)旱地果園根系周圍分離篩選出的1株既具有ACC脫氨酶活性又具有溶磷

2、能力的根際促生菌“YX2(Psdeuomnoda fluoerncne)”接種于“八棱海棠”蘋果實(shí)生幼苗根際周圍，通過設(shè)置4個(gè)不同的干旱脅迫梯度（正常水分、輕度干旱、中度干旱和重度干旱），研究接種YX2對(duì)蘋果幼苗的抗旱生理以及活化吸收土壤中磷元素的影響。其主要研究結(jié)果如下:
　　(1)隨著干旱脅迫程度的增加，幼苗的葉片相對(duì)含水量和葉綠素含量逐漸降低，葉片相對(duì)電導(dǎo)率逐漸升高。接種YX2可提高葉片相對(duì)含水量和葉綠素含量，且在干旱環(huán)境下

3、可顯著降低葉片相對(duì)電導(dǎo)率。干旱降低了蘋果的光合速率(Pn)和氣孔導(dǎo)度(Tr)，接種YX2可提高Tr，緩解干旱脅迫對(duì)Pn的抑制，且在中度干旱下，緩解效果最為顯著，其Pn和Tr分別較未接種處理提高6.80％和15.00％。接種YX2可抑制干旱脅迫下幼苗最大光化學(xué)效率、實(shí)際光化學(xué)效率和光化學(xué)猝滅系數(shù)的降低，抑制初始熒光和非光化學(xué)猝滅系數(shù)的升高，在中度干旱下整體效果最佳。
　　(2)正常水分處理下，接種YX2對(duì)葉片抗氧化酶（過氧化氫酶、過

4、氧化物酶、超氧化物歧化酶）、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)（脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白）和膜脂過氧化產(chǎn)物（丙二醛）的影響較小;隨著干旱脅迫強(qiáng)度的增加，接種YX2可不同程度增加抗氧化酶活性，降低滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和丙二醛的積累，且在中度干旱下，YX2的接種效應(yīng)最顯著。
　　(3)運(yùn)用主成分分析和隸屬函數(shù)法對(duì)干旱脅迫下不同處理的幼苗抗旱能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。主成分分析表明，不接種處理下，主成分1和主成分2中得分系數(shù)最高的指標(biāo)分別為丙二醛和蒸騰速率;接種YX2處

5、理下，主成分1和主成分2中得分系數(shù)最高的指標(biāo)亦分別為丙二醛和蒸騰速率，說明接種YX2處理對(duì)主要成分的貢獻(xiàn)率影響不大。隸屬函數(shù)分析表明，無論處于何種水分狀態(tài)，接種YX2處理都影響了幼苗的抗旱性，即接種YX2處理下幼苗的平均隸屬函數(shù)值更高，且在輕度和中度干旱下增幅顯著，分別較未接種處理提升9.19％和10.12％，從而使幼苗具有更強(qiáng)的抗旱性。
　　(4)接種YX2提高了幼苗植株干物質(zhì)生物量、植株全磷含量、根系酸性磷酸酶活性、土壤速效磷

6、含量以及土壤堿性磷酸酶活性，降低了土壤全磷含量。不同水分下YX2吸磷貢獻(xiàn)率表現(xiàn)為中度干旱＞正常水分＞輕度干旱＞重度干旱，YX2吸磷貢獻(xiàn)率與根系酸性磷酸酶、土壤速效磷和土壤堿性磷酸酶呈正相關(guān)關(guān)系。
　　(5)接種YX2促進(jìn)了幼苗根系的生長(zhǎng)，提高了根系活力，其中根系總長(zhǎng)度和根系活力在輕度干旱下顯著增加。本研究測(cè)定了根系分泌物中5種有機(jī)酸（草酸、蘋果酸、酒石酸、丁二酸和檸檬酸）的含量，接種YX2增加了根系分泌有機(jī)酸的總量，不同水分條件下

7、比未接種處理增加0.012～0.035 mg·L-1·2h-1，其中草酸泌量占到了有機(jī)酸總量的50％左右。接種YX2同時(shí)也增加了分泌物中氨基酸和可溶性總糖的含量，這些分泌物的增加有助于改善根際土壤生態(tài)環(huán)境。
　　本研究揭示了具有溶磷能力的根際促生菌YX2對(duì)干旱脅迫下蘋果實(shí)生幼苗的抗旱生理以及對(duì)土壤中磷元素吸收利用的影響機(jī)制，得出了在輕度或者中度干旱環(huán)境下YX2的接種效應(yīng)較好，這為在干旱或半干旱地區(qū)利用PGPR與植物互作提高植物的抗