新疆阿魏內生真菌AW57菌液對小麥種子萌發及幼苗生長的影響

蔣瑞娟，何 權，朱 軍，石書兵，李曉瑾

(1.新疆農業大學農學院，烏魯木齊 830052；2.新疆維吾爾自治區中藥民族藥研究所，烏魯木齊 830002 3.國家中醫藥管理局新疆中藥民族藥資源重點實驗室，烏魯木齊 830002)

0 引 言

【研究意義】新疆阿魏(FerulasinkiangensisK.M.Shen)是傘形科多年生短命草本植物[1]，野生新疆阿魏已知分布區域“阿魏灘”位于拜石墩218公路北[2]，其樹脂有消積，化癥，散痞，殺蟲的功效[3]。內生真菌是指生活史的某一個階段能侵染定殖在健康植物組織內部，且不會引起宿主植物明顯病癥的一類真菌[4]，研究表明，部分內生真菌具有產生生長激素的能力，能夠很好的促進植物生長發育。目前，產生長激素內生真菌已廣泛應用于農業種植等研究領域，既可作為高效環保的生物肥料改善植物營養狀況、提高光合作用能力、促進根系生長發育、增強植物抗性，又可增加藥用植物的有效物質含量[5-8]，是一類具有開發價值的潛能綠色資源。【前人研究進展】內生真菌的施加能夠促進種子的萌發和幼苗的生長。郭順星等[9]在蘭科植物中分離得到的內生菌就可顯著促進石斛種子的萌發。同樣，黃暉等[10]研究發現齒瓣石斛內生真菌對宿主幼苗的株高、鮮重、干重、莖粗和根數都有顯著的促進作用，徐歡等[11]研究表明，內生真菌可以促進杉木幼苗營養的生長和葉綠素合成。除對產量有影響之外，研究表明，內生真菌還會對藥用植物的品質有一定影響。宋文玲等[12]發現菊花與內生真菌共生可提高總黃酮和總揮發油含量。唐坤等[13]研究表明，丹參接種內生真菌后總酚酸和丹酚酸B含量有所提高?！颈狙芯壳腥朦c】有關新疆阿魏內生真菌在植物上應用效果的研究較少。研究阿魏內生真菌AW57對小麥種子萌發及幼苗生長的作用?！緮M解決的關鍵問題】試驗以分離自新疆阿魏具有產生長激素吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)能力的內生真菌AW57為研究對象，采用不同濃度菌液及不同的施加方法作用于小麥新春31號，以期探索內生真菌AW57對小麥萌發以及幼苗生長發育的影響。挖掘內生真菌的實用價值，為微生物菌肥的開發和利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

春小麥品種為新春31號，由新疆農業大學石書兵教授課題組提供。選用大小均一的種子，0.1%次氯酸鈉消毒3min，無菌水沖洗三次，備用。

內生菌AW57(Aspergillus)，源于新疆阿魏內生菌，具有產IAA能力。保藏于新疆中藥民族藥研究所中藥資源與栽培室。菌種PDA固體培養基活化7 d，接種至PDA液體培養基，搖床125r/min，25℃培養3 d，備用。

發芽盒用75%酒精擦拭消毒，晾干，鋪兩層濾紙，備用。

1.2 方 法

1.2.1 浸種

取已消毒種子30粒/份，3份/組分別浸于濃度為：0%，10%、20%、40%、60%、80%的菌液中，3 h后取出，至發芽盒中，人工物候箱15℃恒溫培養。定期澆無菌水保持濕潤，以胚芽與小麥種子等長為發芽標準，每天記錄發芽種子數。發芽7 d后將小麥幼苗移栽至花盆中，室內培養，無菌水定量澆灌，15 d后測量小麥株高、葉長、葉寬、莖粗、根數、根長、苗鮮重和苗干重。

1.2.2 噴施

取已消毒種子30粒/份，3份/組分別置于發芽盒，每日分別噴施濃度為：0%，10%、20%、40%、60%、80%的菌液，以胚芽與小麥種子等長為發芽標準，每天記錄發芽數。發芽7 d后將小麥幼苗移栽至花盆中，室內培養，無菌水定量澆灌，15 d后測量小麥株高、葉長、葉寬、莖粗、根數、根長、苗鮮重和苗干重。

1.3 數據處理

萌發率(%)=(萌發終期正常萌發的種子數/供試種子總數)×100%。

發芽勢(%)=第4 d發芽種子粒數/供試種子粒數×100% 。

簡化活力指數Ⅰ=發芽率×幼苗鮮重。

簡化活力指數Ⅱ=發芽率×幼苗干重。

簡化活力指數Ⅲ=發芽率×幼苗高度。

數據采用SPSS 25和Excle 2016進行數據分析、繪圖。

2 結果與分析

2.1 不同處理方式菌液濃度對小麥種子萌發的影響

隨著菌液濃度的升高，噴施處理和浸種處理小麥種子發芽率整體呈先增高后下降的趨勢，在處理濃度為20%時發芽率達到最高，分別為89.67%，84.67%，且所有處理方式下小麥種子的發芽率均高于對照組67.67%，接種處理和浸泡處理小麥種子發芽勢整體也呈先增高后下降的趨勢，在處理濃度為20/ml達最高分別為87.33%，83.33%，且均高于對照組75.33%和68.67%。圖1，圖2

圖1 不同浸種濃度下麥種子發芽率變化

Fig.1 Effect of different soaking concentration on germination rate of wheat seeds

圖2 不同接種濃度下小麥種子發芽勢變化

Fig.2 Effect of different inoculum concentration on germination potential of wheat seeds

2.2 不同處理方式菌液濃度對小麥苗期的影響

隨著菌液濃度的增加，不同處理方式下小麥種子生長的根長、根數、苗高、苗鮮重、苗干重、發芽勢和發芽率整體呈先上升后下降趨勢，且均在處理濃度為20/mL時種子的各個指標達最大。在20/mL時接種處理方式在不同指標間差異不顯著，浸種處理方式除根個數差異顯著外，其他各個指標差異不顯著，各個指標間對比發現，接種處理方式的優于浸泡處理方式。不同處理方式對小麥苗期的各個指標均表現為20%>10%>40%>60%>80%>CK。表1

2.3 不同處理方式菌液濃度對小麥種子的活力指數的影響

隨著菌液濃度的增加，兩種處理方式對小麥種子的活力指數Ⅰ和活力指數Ⅱ為先增加后降低的趨勢，均高于對照組，但這兩種處理方式在對照組差異不顯著。種子活力指數Ⅲ 也表現出相同的趨勢，均高于對照，種子活力整體表現為20%>10%>40%>60%>80%>CK。圖3～5,表2

圖3 不同浸種濃度下小麥種子活力指數Ⅰ變化

Fig.3 Changes of vigor index I of wheat seeds under different soaking concentrations

圖4 不同浸種濃度對小麥種子活力指數Ⅱ變化

Fig.4 Changes of vigor index II of wheat seeds under different soaking concentrations

圖5不同浸種濃度對小麥種子活力指數Ⅲ變化

Fig.5 Changes of different seed soaking concentrations on wheat seed vigor index III

表2 不同浸種濃度小麥種子活力與種子幼苗性狀回歸分析

Table 2 Regression analysis of seed vigor and seed seedling characters of wheat with different seed soaking concentrations

處理方式Processing method回歸方程Regression equationR2F噴施Y1=-0.692+0.878X4+0.045X3+0.034X20.9951 068.959??SprayY2=-0.057+0.896X5+0.004X2+0.003X30.9982 492.515??Y3=-9.473+1.659X30.9851 089.36??浸種Y1=-0.334+0.769X4+0.036X30.991925.745??Soaking seedsY2=-0.038+0.701X5+0.005X30.9951 872.732??Y3=-4.372+1.241X30.9891 514.532??

注：X1～X5分別為根長、根數、苗高、苗鮮重和苗干重；Y1～Y3分別為簡化活力指數Ⅰ、簡化活力指數Ⅱ和簡化活力指數III。*：P<0.05；**：P<0.01

Note:X1～X5are root length, root number, seedling height, seedling fresh weight and seedling dry weight respectively;Y1～Y3are simplified vitality index I, simplified vitality index II and simplified vitality index III, respectively

2.4 不同處理方式菌液濃度對小麥種子物理指標和活力指數的關系

逐步回歸分析表明，不同處理方式菌液濃度下小麥種子幼苗性狀對種子活力指數的影響稍有不同，在噴施方式處理下小麥種子的幼苗根數與種子活力指數影響顯著(P<0.05)，其他指標都表現極顯著的影響(P<0.01)。就不同處理方式而言，苗高和苗鮮重與活力指數Ⅰ密切相關，苗高和苗干重與活力指數Ⅱ密切相關，苗高均與種子三種活力指數密切相關。表2

2.5 不同處理方式菌液濃度對小麥幼苗生長特性

小麥種子發芽15 d后，20%處理的小麥苗鮮重和苗干重分別達1.05 和0.16 g，分別比對照提高了54.41%和45.45%；10%和40%處理的苗鮮重和苗干重均高于對照；而60%和80%處理的小麥苗鮮重和苗干重與對照接近。小麥種子發芽15 d后，不同處理方式菌液濃度除80%濃度稍低于對照組，其他濃度處理小麥各個指標都高于對照，總體來看，不論是噴施和浸種處理，在20%濃度處的各個指標優于其他處理濃度，但噴施處理方式的各個指標優于浸種處理方式。表3

2.6 不同處理方式菌液濃度對小麥幼苗生長特性指標相關性

對小麥幼苗期與15 d后苗期的生長指標進行處理，得相關性系數矩陣，小麥幼苗期的根長、根鮮重、根干重、苗高、苗鮮重和苗干重與15 d后苗期株高、葉長、葉寬、莖粗、全株鮮重和全株干重等指標呈極顯著相關(P<0.01)。幼苗期根數、根鮮重、根干重、苗鮮重和苗干重與15 d后苗期根數不相關，幼苗期的根數15 d后苗期株高、根長、葉長、徑粗和全株鮮重不相關，其余都呈顯著正相關。因此，不同濃度浸種及接種內生菌對小麥幼苗生長有極大的正影響作用。表4

3 討 論

內生真菌與植物有時作用過程中有時表現為互惠共生的積極作用，然而在諸多不確定因素如菌液濃度、土壤濕度和溫度等，在以上這些情況下又可抑制植物生長甚至轉化為對植物有害的“病原菌”。但有時內生真菌又表現出“專一性”，與某種特定植物互作表現出促生作用，在與其他植物互作時又會致死。內生真菌與植物互作這一機理還有待進一步明確，需更深入研究。探明內生菌這一特點，或許可以解決珍稀瀕危植物或者成活率低的珍貴藥材難撫育的現狀，創造更高的實用價值和經濟價值。

4 結 論

在內生菌AW57作用下，適宜濃度的浸種和噴施兩種施菌方式均可提高小麥種子的萌發以及幼苗的株高、葉長、葉寬、莖粗、根數、苗鮮重和苗干重，可作為小麥生長調節劑。菌液濃度在20%時處理的小麥種子發芽情況以及幼苗生長情況優于其他濃度處理，在噴施處理下的情況下尤為顯著。隨著菌液濃度升高后各項指標開始下降，雖然仍高于對照組，在濃度為80%時幾乎接近對照組，可能由于水分在種子發芽過程中起主導作用可能是在菌液濃度為20%時促進了小麥種子吸收水分，積極調動了種子中貯藏的養分，促進了種子萌發以及后期幼苗生長。噴施菌液優于浸種處理或許是因為噴施處理方式對水分吸收程度作用更大。浸種和噴施不同濃度AW57菌液對小麥根數影響不顯著，對小麥根長有顯著促進作用。小麥根系可以幫助其更好的汲取水分和土壤中礦物質等營養元素，直接影響到地上部分整個生長周期的狀態是小麥高產的基礎[14-15]，或經菌液處理后小麥苗期與對照差異顯著是由于菌液對根長的作用明顯導致。