海洋生境棘孢木霉菌TCS0...植物的促生长及诱导抗逆作用_杨怡妍.pdf

研究论文doi:10.16801/j.issn.1008-7303.2022.0147海洋生境棘孢木霉菌 TCS007 对植物的促生长及诱导抗逆作用杨怡妍1,郑柯斌2,陈赛1,陈杰*,1(1.浙江农林大学浙江省绿色农药2011 协同创新中心，浙江临安311300；2.浙江省余姚市丈亭镇农业农村办公室，浙江余姚315402)摘 要：为研究海洋生境棘孢木霉菌 Trichoderma asperellumTCS007 对植物的促生长及诱导抗逆作用，以黄瓜和水稻为试材，评价菌株 TCS007 对植物种子萌发、幼苗和根系生长等生长量及其对叶绿素、可溶性糖和蛋白含量的影响，并在低温和高盐胁迫条件下，研究其对植株生长相关生理指标影响。结果表明：1106CFU/mL 的 TCS007 孢子悬浮液可以显著促进黄瓜种子萌发，且处理后黄瓜幼苗的株鲜重、叶面积、根鲜重及根系活力分别提升 13.53%、17.97%、66.67%和 27.30%，总叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白含量分别增加 22.75%、18.24%和 8.60%；在 5、10 和 15 低温胁迫下，1106CFU/mL 的 TCS007 孢子悬浮液显著提高了黄瓜叶片中过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性，降低了丙二醛(MDA)含量和相对电导率(REC)；在 0.1mol/L 的氯化钠(高盐)胁迫下，不同含量的 TCS007 孢子悬浮液均可显著缓解氯化钠对水稻幼苗的盐害作用，且随着孢子含量的增高，缓解效果越为明显，其中添加 5%1106CFU/mLTCS007 孢子悬浮液的水稻幼苗 POD、SOD 和过氧化氢酶(CAT)活性均显著增加并能降低其 REC。综上，棘孢木霉菌 TCS007 对植物具有良好的促生长效果和诱导抗逆作用，研究结果可为其开发成为新型生物农药提供理论依据。关键词:海洋生境木霉；棘孢木霉 TCS007；孢子悬浮液；促生长；抗寒；抗盐中图分类号：S482.292文献标志码：APlant growth-promoting and stress tolerance inductive effects ofTrichoderma asperellum TCS007 from marine habitatYANGYiyan1,ZHENGKebin2,CHENSai1,CHENJie*,1(1.Collaborative Innovation Center of Pesticide,Zhejiang A&F University,Linan 311300,Zhejiang Province,China;2.Agriculture and Rural Office,Zhangting Town,Yuyao City,Zhejiang Province,Yuyao 315402,Zhejiang Province,China)Abstract:Inthisstudy,Trichoderma asperellumTCS007,isolatedfrommarinehabitat,wasevaluatedforitsabilitytopromotegrowthandinducestresstoleranceinplants.Experimentswereconductedto收稿日期：2022-07-15；录用日期：2022-12-05；网络首发日期：2022-12-26.Received:July15,2022;Accepted:December5,2022;Published online:December26,2022.URL:https:/doi.org/10.16801/j.issn.1008-7303.2022.0147http:/ 基金项目：浙江省重点研发计划生态安全高效果蔬病害生物防治制剂研发(2021C02046).Funding:SupportedbyZhejiangProvincialKeyResearchandDevelopmentPlan:ResearchandDevelopmentofEcologicalSafeandEfficientBiologicalControlAgentsforFruitandVegetabled Diseases(2021C02046).第一作者(Firstauthor)：杨怡妍，eyan_.*通信作者(Correspondingauthor)：陈杰，.Theauthorsdeclarethattheyhavenocompetinginterests.农药学学报2023,25(1):132-139http:/Chinese Journal of Pesticide ScienceE-mail:testtheeffectsofTCS007onseedgermination,seedlingandrootgrowth,andthecontentofchlorophyll,solublesugarandproteinincucumberandrice.Inaddition,thekeyphysiologicalindicatorsofTCS007treatedanduntreatedcucumberandriceplantsweremeasuredunderlowtemperatureandhighsaltstresses.Theresultsshowedthat1106CFU/mLsporesuspensionofTCS007significantlypromotedcucumberseedgermination.Plantfreshweight,leafarea,rootfreshweight,androotactivityoftreatedcucumberseedlingsincreasedby13.53%,17.97%,66.67%,and27.30%,respectively.Thecontentsoftotalchlorophyll,solublesugar,andsolubleproteinincreasedby22.75%,18.24%,and8.60%,respectively.Theactivitiesofperoxidase(POD)andsuperoxidedismutase(SOD)increasedandmalondialdehyde(MDA)andtherelativeconductivity(REC)contentdecreasedincucumberleavestreatedwith1106CFU/mLsporesuspensionofTCS007at5,10,and15.Under0.1mol/LNaCl(highsalt)stress,TCS007significantlyalleviatedthesaltdamagetoriceseedlings.ThealleviatingeffectincreasedastheconcentrationofTCS007sporesuspensionincreased.TheactivitiesofPOD,SOD,andcatalase(CAT)weresignificantlyincreased,andRECwasdecreasedinriceseedlingstreatedwith5%1106CFU/mLTCS007sporesuspension.Overall,thestudysuggestsT.asperellumTCS007haspositiveeffectsonplantgrowthandstresstolerancesandprovidesatheoreticalbasisforitsdevelopmentasabiopesticide.Keywords:marineTrichoderma;Trichoderma asperellumTCS007;growthpromotion;sporesuspension;coldresistance;saltresistance木霉菌(Trichoderma)是一种在世界上分布广泛的真菌。据报道，木霉菌不仅可以促进植物的生长，还可以诱导植物对外界环境胁迫产生系统抗性，是一种高效的拮抗促生菌，具有广阔的应用前景1-5。我国耕地土壤盐渍化严重，盐渍化土壤占到耕地的 1/3，鉴于人多地少的特点，这些盐渍化土壤仍被人们所利用栽种耐盐作物，同时，早春的倒春寒每年也造成农作物巨大损失。研究表明，木霉菌可以促进马铃薯和红萝卜的生长6、提高长春花、花生和黄瓜等植物的发芽率和出苗率7-8、增强番茄对寒冷胁迫的耐受能力及黄瓜种子的耐盐阈值9-10。海洋生境中的微生物往往具有特殊的生理结构或能产生特殊的代谢产物，因而显示出良好的农药应用前景。海洋生境木霉主要存在于藻类的内生环境或海底淤泥中，作为一种生防菌，海洋生境木霉具有较为广泛的应用潜力11。TCS007 菌是从南极海洋沉积物中采集分离得到野生菌株后经过培养驯化和复合诱变育种，获得的棘孢木霉菌株 Trichoderma asperellum12，其在高盐和低温胁迫下具有良好的抗逆性能，并对小麦全蚀病菌Gaeumannomyces graminis、水稻稻瘟病菌 Magnator-the oryzae、香蕉叶斑病菌 Mycosphaerella eumusae、黄瓜褐斑病菌 Corynespora cassiicola 和山核桃干腐病菌 Botryosphaeria dothidea 的抑制率达 80.81%87.82%，同时观察到对植物有促生长效果13。为了明确其促生抗逆作用，本研究以 TCS007 孢子悬浮液为试验药剂开展其对植物的促生长效果及在低温和盐胁迫下诱导植物抗逆作用研究，旨在为该木霉菌的成功开发和在农业生产中的应用推广提供理论依据。1 材料与方法 1.1 试验材料1.1.1供试菌株及植物海洋生境棘孢木霉 T.asperellum TCS007由本实验室分离自南极海洋沉积物，已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏编号为 CGMCCNo.15677。黄瓜品种：宝杨 5 号，上海市宝山区蔬菜科学技术推广站；水稻品种：甬灿 15 号，宁波农科院水稻研究所。1.1.2培养基PDA 固体培养基参照文献方法14配制，用于 TCS007 菌株的培养。1.1.3主要仪器MGC-250BP 人工气候箱(上海一恒科学仪器有限公司)；U2801 紫外分光光度计(日本日立公司)；HH-4 数显恒温水浴锅(常州国华电器有限公司)；DDS-11A 电导率测试仪(上海越平科学仪器有限公司)；CT15RE 型台式冷冻离心机(日本日立公司)；ME104E 电子天平(德国赛多No.1杨怡妍等:海洋生境棘孢木霉菌 TCS007 对植物的促生长及诱导抗逆作用133利斯科学仪器有限公司)；SW-CJ-2FD 型洁净工作台(苏州安泰空气技术有限公司)；ZQZY-CF 型振荡培养箱(上海知楚仪器有限公司)。1.2 试验方法1.2.1TCS007 孢子悬浮液制备用 10mL 无菌水清洗用 PDA 固体培养基培养 7d 的 TCS007 菌株，过滤，得到孢子悬浮液后用无菌水稀释到所需孢子浓度，备用。1.2.2TCS007 对植物的促生长作用1.2.2.1TCS007 对黄瓜种子萌发及胚根生长的影响参考种子萌发试验方法15测定 TCS007 孢子悬浮液对黄瓜种子发芽率的影响。分别用 20mL浓度为 1103、1104、1105和 1106CFU/mL的孢子悬浮液对黄瓜种子进行浸种处理 24h，以清水处理为对照。选 20 粒大小一致的处理后的种子，摆放在铺有 2 层滤纸直径为 9cm 培养皿中，置于(251)人工气候箱中暗培养 3d，统计发芽数，按(1)式计算发芽率并测量胚根长度，各处理 5 次重复。Y/%=(M1/M)100(1)式中：Y 为种子发芽率，%；M1