枯草芽孢杆菌H1和H2对黄瓜的促生作用

范瑛阁+李莎+赵静+但红霞

摘要：通过种子萌发和田间苗期试验，测定枯草芽孢杆菌H1、H2对黄瓜的促生作用。结果表明：H1、H2的各倍稀释液对种子萌发有抑制作用；50、100倍稀释液对种子的胚轴和幼苗鲜重有一定提升；100倍稀释液对黄瓜幼苗的株高、根系长度、叶绿素、磷和钾也有一定的促进作用。枯草芽孢杆菌H1、H2对黄瓜的生长、干物质的积累具有一定促进作用，此结果为枯草芽孢杆菌的进一步应用和开发提供了重要的理论依据。

关键词：枯草芽孢杆菌；黄瓜；促生作用；萌发；生长

中图分类号： S642.201 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2015）07-0158-03

黄瓜原产于印度的热带潮湿森林地带，自传入中国后已有2 000多年的栽培历史，深受人们的喜爱[1]。长期以来，白粉病是困扰黄瓜生产的重要病害之一，黄瓜白粉病每年5—6月大面积暴发[2]，在黄瓜幼苗和成株期均可发生，常造成重大经济损失[3]。长期以来，白粉病主要依靠化学药剂进行防治。但大量使用化学农药会引起环境污染、药物残留增加、病原菌抗药性提高等社会问题。随着生态农业及无公害食品产业的兴起，使人们倍加关注无污染、无残留、对有益微生物无影响的植物病害防治方法[4]。本试验从黄瓜根际土壤筛选出2株枯草芽孢杆菌H1、H2，用其菌悬液对黄瓜种子进行浸种、灌根后，对其萌发情况、幼苗期与花期植株的氮、磷、钾、叶绿素含量进行初步探索，旨在为黄瓜的无公害生产提供一条可行途径，为植物病害的防治和生物农药的大规模开发提供理论与实践依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试黄瓜品种为长春密刺，由昌吉市亚华种苗有限责任公司生产。供试菌株：枯草芽孢杆菌H1、H2从黄瓜根际土壤分离得到。80%多菌灵可湿性粉剂：石家庄亚润科技有限公司产品。

1.2 菌悬液的制备

1.2.1 供试培养基

选用LB培养基。配方：NaCl 10 g、胰蛋白胨10 g、酵母提取物5 g、琼脂15 g、蒸馏水 1 000 mL、pH值7.0～7.2。

1.2.2 枯草芽孢杆菌的培养及菌悬液的制备

（1）平板培养：将枯草芽孢杆菌H1、H2分别接种于LB平板上，28 ℃培养24 h，保存备用。

（2）菌悬液的制备：将培养好的菌株平板内各加入若干无菌水，用已灭菌的接种环轻轻刮去上层菌层，将同一菌株的菌悬液置于150 mL 三角烧瓶中，稀释成 108 CFU/mL 浓度的菌悬液即为原液，用已灭菌的移液管移取菌液，制备成10、50、100、1 000倍稀释液保存备用。

1.3 枯草芽孢杆菌各菌株菌悬液对黄瓜种子萌发的影响

将黄瓜种子放入铺有灭菌滤纸的培养皿内，每皿20粒，分别加入枯草芽孢杆菌系列菌悬液、80%多菌灵可湿性粉剂1 800倍液各 5 mL，以5 mL无菌水处理为对照，28 ℃培养，蒸发损失的水以无菌水补充。每个处理3次重复。分别于24、48、96 h统计萌发率，测量胚根、胚轴长度，称量幼苗鲜重[6]。

1.4 枯草芽孢杆菌H1、H2菌悬液对黄瓜幼苗的影响

试验地点在塔里木大学植物科学学院园艺站温室大棚。将种子分成12组，每组120颗，将每组种子分别浸入枯草芽孢杆菌系列菌悬液、80%多菌灵可湿性粉剂1 800倍稀释液以及无菌水中，于培养箱中28 ℃培养12 h后播种（10月14日）。生长35 d后（11月18日）统计出苗率、植株株高、根系长度及植株的鲜重；取第2对真叶测定氮、磷、钾和叶绿素含量。

1.5 氮、磷、钾和叶绿素含量的测定

氮含量采用凯氏定氮法测定。磷含量采用H2SO4-H2O2消化-钒钼黄比色法测定。钾含量采用H2SO4-H2O2消化-火焰光度法测定[5]。叶绿素含量用叶绿素计于拔苗之前测定。试验测得的所有数据均用DPS进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 黄瓜种子萌发情况统计

各处理浸泡后的种子萌发率、胚根胚轴的长度以及幼苗鲜重如表1和图1所示。种子在清水中发芽情况最好，在 24 h 时已全部萌发，生长96 h后H1 10、50倍稀释液，H2 100、1 000倍稀释液条件的种子全部萌发。H2各处理和80%多菌灵可湿性粉剂处理的种子胚根长均低于对照，H1的50、100倍稀释液处理的胚根分别长于对照27.84%、3299%。H1、H2的50、100倍稀释液处理后的种子胚轴长度和幼苗鲜质量均高于对照。此结果表明，H1和H2各稀释液对种子的萌发具有抑制作用，50、100倍菌体稀释液对胚轴长度和幼苗鲜质量有促进作用。

2.2 幼苗期黄瓜各项指标测定结果

2.2.1 株高、根系长度、单株鲜质量、出苗率的统计

处理后的黄瓜幼苗株高、根长、平均鲜质量及出苗率如表2和图2所示。各处理的株高均高于对照，其中H1的100倍液处理的幼苗株高比对照增加了53.85%。H1和H2的100倍液处理的根系长度明显高于对照，其他处理低于对照。除H2的1 000倍稀释液，其他各处理的单株鲜质量均高于对照，其中H1的100倍液处理的高于对照70.90%。H2原液和H1的100倍液处理的出苗率分别高于对照119.00%和73.36%。

2.2.2 氮含量的测定

各处理黄瓜幼苗叶片的含氮量如表

3所示。菌株H2的10倍稀释液和80%多菌灵可湿性粉剂 1 800倍液处理的黄瓜氮含量高于对照，其他处理均低于对照，其中H2的10倍稀释液与对照在5%水平差异显著。

2.2.3 磷含量的测定

磷含量测定结果如表4所示。各处理叶片中的磷含量均高于对照，且经DPS数据分析在5%水平均无显著差异，说明各处理间磷含量无明显差异。endprint

2.2.4 钾含量的测定

火焰光度法测得黄瓜叶片的钾含量如表5所示。H2原液处理的叶片钾含量略低于对照，其他处理均高于对照，其中H1的50倍稀释液处理与对照差异最显著。

2.2.5 叶绿素含量的测定

不同处理黄瓜幼苗叶片中叶绿素含量如表6所示。除H2的1 000倍液和多菌灵处理的叶

3 结论与讨论

本试验表明，枯草芽孢杆菌对种子的萌发具有抑制作用，且浓度越高抑制作用越大，而100倍稀释液对植株的生长和干物质的积累具有促进作用。

黄瓜幼苗期试验结果表明，经枯草芽孢杆菌H1和H2各稀释液处理后的黄瓜叶片，其磷、钾和叶绿素含量与对照相比都有所增加，氮含量没有明显增加。

叶绿素的光合产物为叶的生长代谢提供了足够的能量，同时，叶绿素含量直接影响植物的光合作用能力和干物质的积累。磷与细胞分裂及有机物的合成、转化、运输都有密切关系。钾能促进光合作用顺利进行及光合产物的转移，增加植株叶面积[6-7]。各物质之间的功能相辅相成，互相影响。经过处理的幼苗平均鲜质量高于对照，并且磷、钾和叶绿素含量均高于对照，在田间也发现经枯草芽孢杆菌处理的植株较为丰盈茁壮，长势较好。以上结果说明枯草芽孢杆菌可促进植物光合作用以及吸收矿质元素、水分的能力。

枯草芽孢杆菌用于生物防治已十分广泛，截至2005年，美国已有5株枯草芽孢杆菌（B.subtilis）获得环保局（EPA）商品化或有限商品化生产应用许可[8]。运用B.subtilis防治黄瓜白粉病也有不少报道。2007年Romero报道B.subtilis对瓜类白粉病的防效与杀菌剂醚菌酯相同[9]。同年Romero又报道B.subtilis产生的脂肽类代谢产物对瓜类白粉病具有抑制作用[10]。胡健2012年研究发现枯草芽孢杆菌可湿性粉剂对黄瓜白粉病防效显著[11]。李宝庆研究证明枯草芽孢杆菌CAB-1产生的挥发性物质对黄瓜白粉病防效高于80%[12]。以上研究报道表明，枯草芽孢杆菌为黄瓜白粉病的防治提供了新的途径。

本试验从植物生理角度揭示了枯草芽孢杆菌的抗菌机理，为进一步利用枯草芽孢杆菌防治黄瓜病害奠定了一定基础。

参考文献：

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[7]胡霭堂. 植物营养学：下册[M]. 北京：中国农业大学出版社，2003.

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[10]Romero D，Vicente A，Olmos J L，et al. Effect of lipopeptides of antagonistic strains of Bacillus subtilis on the morphology and ultrastructure of the cucurbit fungal pathogen podosphaera fusca[J]. Journal of Applied Microbiology，2007，969-976.

[11]胡 健，仇广灿，成晓松. 枯草芽孢杆菌WP防治黄瓜白粉病药效试验[J]. 上海蔬菜，2012（1）：58-59.

[12]李宝庆，张晓云，郭庆港，等. 枯草芽孢杆菌CAB-1产挥发性物质对病原菌及植物的作用[C]//郭泽建，侯明生.中国植物病理学会2011年学术年会论文集. 北京：中国农业科学技术出版社，2011.endprint