植物生长促生菌对盐胁迫下水稻种子萌发及幼苗生长的影响摘要:JT-5是从水稻根际土壤中分离得到的1株植物生长促生菌｡在不同浓度盐(氯化钠)溶液的胁迫下,JT-5对水稻种子的萌发､幼苗的生长发育有显著的促进作用｡水稻种子经菌株JT-5处理后,在第三天的发芽势显著地提高｡在盐浓度为50､75､100､125 mmol/L时,JT-5处理组水稻种子的发芽势分别为84.44%､92.22%､80.00%和84.44%,而相应的对照组仅为68.89%､54.44%､35.56%和17.78%;同样浓度的盐胁迫下,JT-5能够有效地促进水稻幼苗根长和苗高的生长,分别比对照处理组的根长长10~90 mm和苗高高10~40 mm;JT-5处理组水稻的不定根数多于对照组1.0~2.6条;经JT-5处理后的优势均随盐溶液浓度的增加呈扩大趋势;苗干重和根的含水量(占鲜重)均高于对照组｡关键词:植物生长促生菌;盐胁迫;水稻发芽势;根长;苗高;含水量Effects of Plant Growth-promoting Rhizobacteria (PGPR) on the Rice Germination and Seedling Development under Salt StressAbstract: 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土地盐碱化是影响水稻生产进一步稳定发展的最大制约因素之一｡我国东北､华北和西北的内陆干旱和半干旱地区以及长江以北的滨海盐碱稻作区,在水稻种子萌发阶段易受到盐碱的危害,导致水稻发芽势降低､发芽不齐､芽尖枯黄和弯曲,甚至死亡[1];同时盐碱稻区水稻在幼苗生长阶段也发生不同程度的盐碱危害,影响着水稻基本苗的确立和光合群体的建立[2]｡因此,水稻发芽期和幼苗期的耐盐碱性是盐碱稻区水稻早期生长阶段不可忽视的抗逆性状,应引起足够的重视｡近年来,国内外学者主要是对水稻品种本身耐盐碱性的提高进行研究,对水稻发芽期和幼苗期的耐盐碱性进行鉴定评价[2],筛选出一批耐盐碱的优异种质[3-9]｡但筛选耐盐碱的水稻品种是利用水稻本身具有的抗盐碱性,涉及种质资源的寻找､作物的遗传性状及作物育种等诸多方面的问题,其耗时费力,且具有不确定性｡我们利用植物促生细菌(Plant Growth-promoting Rhizobacteria,PGPR)[10]的介入来处理普通的不耐盐碱水稻品种的种子,同样能够有效地解决水稻种子在盐碱胁迫下萌发及幼苗生长阶段所受到的危害｡1 材料与方法所用稻种为2006年收获的超级稻,细菌菌株JT-5于2006年从吉林省九台农场稻田的水稻根部分离获得,试验所用到的化学药品均为分析纯｡水稻种子经过去杂挑选后,先用质量浓度为30 g/L的次氯酸钠溶液消毒20 min[2],然后用去离子水冲洗5次｡将稻种以三明治形式夹于大试管(30 mm×300 mm)内的两层滤纸间,再用5 mL预先调好浓度的JT-5菌悬液(OD535 nm=0.50±0.02)[11]浸湿滤纸(对照用去离子水),最后加入不同浓度的氯化钠溶液(0､25､50､75､100､125 mmol/L)30 mL,以容器封口膜封口,竖置于28 ℃恒温培养箱内培养,从第三天开始每隔12 h记录1次发芽数(以根长等于种子的长或者芽长等于种子长的一半为发芽标准)[12],连续记录到第六天;芽发齐后,转移到光照培养箱培养,一周后测量根长和苗高[13];苗和根的干重､鲜重;水稻苗根的脯氨酸含量测定参照张志良等[14]的方法;利用SPSS13.0软件进行统计分析｡2 结果与分析2.1 盐胁迫下JT-5菌株对水稻种子发芽势和发芽率的影响由表1可知,对照处理组中水稻种子的发芽势随着盐胁迫浓度的增加而逐渐降低;而经JT-5菌株处理后,水稻种子的发芽势相对稳定,只是在无盐胁迫时,JT-5菌株处理的发芽势有所降低,但是并无显著性差异(P>0.05),给予水稻生存环境一定的盐胁迫后,JT-5对水稻种子发芽势的促进作用就逐渐地表现出来,在氯化钠浓度为75 mmol/L时,发芽势极显著地高于对照处理组(P<0.01)｡就发芽率而言,在试验所用的盐浓度范围内,对照处理组呈下降的趋势,但变化不明显,发芽率都在75%以上,而经JT-5处理后,高浓度的盐胁迫下水稻的发芽率仍高于对照组,均超过90%｡结果表明,对照处理中,随着盐浓度增加,种子发芽的时间推迟､发芽过程延长､发芽率降低,和郭彦等[13]的研究结果一致;但种子经JT-5菌株处理后,能有效地改善以上情况,JT-5菌株能够在盐胁迫下有效地促进水稻种子的萌发｡2.2 盐胁迫下JT-5菌株对水稻幼苗的根长､苗高及不定根数的影响由表2可知,在盐胁迫浓度不大于100 mmol/L时,未经JT-5菌株处理的水稻幼苗根长的变化幅度不大;但在盐浓度为125 mmol/L时,其根长突然变短;接种JT-5菌株后,高盐浓度下根长显著长于对照组(P<0.05)｡由图1可知,经JT-5菌株处理后,在盐浓度高于50 mmol/L时,苗高均高于未接种JT-5菌株的处理组;接种JT-5菌株后水稻幼苗的不定根数目统计结果均显著多于对照组(P<0.05)｡2.3 盐胁迫下JT-5菌株对水稻幼苗干物质量､含水量(占鲜重)的影响由图2可知,在盐胁迫下,经JT-5菌株处理的苗干物质量均高于对照组,与苗高的结果一致;而根的干物质量则低于对照组,与根长的结果刚好相反｡但从水稻幼苗组织含水量(占鲜重)来看(图3),是否经JT-5菌株处理,对水稻幼苗地上部分的含水量并无影响,而根的含水量则是JT-5菌株处理组均高于对照组(图4)｡上述结果表明,菌株JT-5在盐胁迫下能够促进水稻幼苗地上部分干物质量的积累,同时有效地促进幼苗根对水分的吸收,且随着盐胁迫程度增强而呈加强趋势｡2.4 盐胁迫下JT-5菌株对水稻幼苗根脯氨酸含量的影响由图5可知,经JT-5菌株处理后,水稻幼苗根脯氨酸含量也是随着盐溶液浓度的增大而增大,但是均低于对照处理组,这可能是由于细菌的活动缓解了盐溶液对水稻幼苗的部分胁迫压力,具体原因有待进一步研究｡3 讨论试验结果证明,菌株JT-5在较高浓度的盐胁迫下能有效地促进水稻种子的萌发;对水稻幼苗的苗高､根长和不定根数有促进生长的作用;促进地上部分干物质量的积累;促进根对水分的吸收｡通过测定水稻幼苗根脯氨酸含量的结果可知,JT-5菌株并非是通过增加水稻体内脯氨酸的含量来获得对盐溶液的抗逆能力的,该菌株并不具有ACC脱氨酶活性,无法用Glick等[10]的理论来解释,因此JT-5菌株对水稻种子的萌发和对水稻幼苗生长的促进作用机制还需进一步的研究｡目前我国耕地面积不断减少,土地盐碱化不断恶化,国内现阶段治理和开发盐碱化土地的方法大多停留在物理､化学的手段上,生物方法主要是寻求耐盐碱物种,而应用微生物技术参与治理和开发盐碱化土地在国外虽有一些报道,但是国内至今还未见相关报道｡利用细菌和相应的植物相互作用来加强植物的耐盐碱抗逆性,增强水稻对盐碱的耐受范围,以达到治理和利用盐碱化土地的目的,这无疑为治理和开发盐碱化土地提供了一条有效的新途径｡参考文献:[1] 李红梅,金素荣. 盐碱对水稻生产的危害及防治措施[J]. 垦殖与稻作,2003(5):35-36.[2] 祁栋灵,张三元,曹桂兰,等.水稻发芽期和幼苗前期耐碱性的鉴定方法研究[J]. 植物遗传资源学报,2006,7(1):74-80[3] 应存山. 中国稻种资源[M]. 北京:中国农业科学技术出版社,1993.79-80.[4] 程广有,许文会,黄永秀. 关于水稻苗期Na2CO3筛选浓度和鉴定指标的研究[J]. 延边农学院学报,1994,26(1):42-51.[5] NEUE H U. 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