新疆阿魏内生真菌AW57菌液对小麦种子萌发及幼苗生长的影响

蒋瑞娟，何 权，朱 军，石书兵，李晓瑾

(1.新疆农业大学农学院，乌鲁木齐 830052；2.新疆维吾尔自治区中药民族药研究所，乌鲁木齐 830002 3.国家中医药管理局新疆中药民族药资源重点实验室，乌鲁木齐 830002)

0 引 言

【研究意义】新疆阿魏(FerulasinkiangensisK.M.Shen)是伞形科多年生短命草本植物[1]，野生新疆阿魏已知分布区域“阿魏滩”位于拜石墩218公路北[2]，其树脂有消积，化癥，散痞，杀虫的功效[3]。内生真菌是指生活史的某一个阶段能侵染定殖在健康植物组织内部，且不会引起宿主植物明显病症的一类真菌[4]，研究表明，部分内生真菌具有产生生长激素的能力，能够很好的促进植物生长发育。目前，产生长激素内生真菌已广泛应用于农业种植等研究领域，既可作为高效环保的生物肥料改善植物营养状况、提高光合作用能力、促进根系生长发育、增强植物抗性，又可增加药用植物的有效物质含量[5-8]，是一类具有开发价值的潜能绿色资源。【前人研究进展】内生真菌的施加能够促进种子的萌发和幼苗的生长。郭顺星等[9]在兰科植物中分离得到的内生菌就可显著促进石斛种子的萌发。同样，黄晖等[10]研究发现齿瓣石斛内生真菌对宿主幼苗的株高、鲜重、干重、茎粗和根数都有显著的促进作用，徐欢等[11]研究表明，内生真菌可以促进杉木幼苗营养的生长和叶绿素合成。除对产量有影响之外，研究表明，内生真菌还会对药用植物的品质有一定影响。宋文玲等[12]发现菊花与内生真菌共生可提高总黄酮和总挥发油含量。唐坤等[13]研究表明，丹参接种内生真菌后总酚酸和丹酚酸B含量有所提高。【本研究切入点】有关新疆阿魏内生真菌在植物上应用效果的研究较少。研究阿魏内生真菌AW57对小麦种子萌发及幼苗生长的作用。【拟解决的关键问题】试验以分离自新疆阿魏具有产生长激素吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)能力的内生真菌AW57为研究对象，采用不同浓度菌液及不同的施加方法作用于小麦新春31号，以期探索内生真菌AW57对小麦萌发以及幼苗生长发育的影响。挖掘内生真菌的实用价值，为微生物菌肥的开发和利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

春小麦品种为新春31号，由新疆农业大学石书兵教授课题组提供。选用大小均一的种子，0.1%次氯酸钠消毒3min，无菌水冲洗三次，备用。

内生菌AW57(Aspergillus)，源于新疆阿魏内生菌，具有产IAA能力。保藏于新疆中药民族药研究所中药资源与栽培室。菌种PDA固体培养基活化7 d，接种至PDA液体培养基，摇床125r/min，25℃培养3 d，备用。

发芽盒用75%酒精擦拭消毒，晾干，铺两层滤纸，备用。

1.2 方 法

1.2.1 浸种

取已消毒种子30粒/份，3份/组分别浸于浓度为：0%，10%、20%、40%、60%、80%的菌液中，3 h后取出，至发芽盒中，人工物候箱15℃恒温培养。定期浇无菌水保持湿润，以胚芽与小麦种子等长为发芽标准，每天记录发芽种子数。发芽7 d后将小麦幼苗移栽至花盆中，室内培养，无菌水定量浇灌，15 d后测量小麦株高、叶长、叶宽、茎粗、根数、根长、苗鲜重和苗干重。

1.2.2 喷施

取已消毒种子30粒/份，3份/组分别置于发芽盒，每日分别喷施浓度为：0%，10%、20%、40%、60%、80%的菌液，以胚芽与小麦种子等长为发芽标准，每天记录发芽数。发芽7 d后将小麦幼苗移栽至花盆中，室内培养，无菌水定量浇灌，15 d后测量小麦株高、叶长、叶宽、茎粗、根数、根长、苗鲜重和苗干重。

1.3 数据处理

萌发率(%)=(萌发终期正常萌发的种子数/供试种子总数)×100%。

发芽势(%)=第4 d发芽种子粒数/供试种子粒数×100% 。

简化活力指数Ⅰ=发芽率×幼苗鲜重。

简化活力指数Ⅱ=发芽率×幼苗干重。

简化活力指数Ⅲ=发芽率×幼苗高度。

数据采用SPSS 25和Excle 2016进行数据分析、绘图。

2 结果与分析

2.1 不同处理方式菌液浓度对小麦种子萌发的影响

随着菌液浓度的升高，喷施处理和浸种处理小麦种子发芽率整体呈先增高后下降的趋势，在处理浓度为20%时发芽率达到最高，分别为89.67%，84.67%，且所有处理方式下小麦种子的发芽率均高于对照组67.67%，接种处理和浸泡处理小麦种子发芽势整体也呈先增高后下降的趋势，在处理浓度为20/ml达最高分别为87.33%，83.33%，且均高于对照组75.33%和68.67%。图1，图2

图1 不同浸种浓度下麦种子发芽率变化

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

图2 不同接种浓度下小麦种子发芽势变化

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

2.2 不同处理方式菌液浓度对小麦苗期的影响

随着菌液浓度的增加，不同处理方式下小麦种子生长的根长、根数、苗高、苗鲜重、苗干重、发芽势和发芽率整体呈先上升后下降趋势，且均在处理浓度为20/mL时种子的各个指标达最大。在20/mL时接种处理方式在不同指标间差异不显著，浸种处理方式除根个数差异显著外，其他各个指标差异不显著，各个指标间对比发现，接种处理方式的优于浸泡处理方式。不同处理方式对小麦苗期的各个指标均表现为20%>10%>40%>60%>80%>CK。表1

2.3 不同处理方式菌液浓度对小麦种子的活力指数的影响

随着菌液浓度的增加，两种处理方式对小麦种子的活力指数Ⅰ和活力指数Ⅱ为先增加后降低的趋势，均高于对照组，但这两种处理方式在对照组差异不显著。种子活力指数Ⅲ 也表现出相同的趋势，均高于对照，种子活力整体表现为20%>10%>40%>60%>80%>CK。图3～5,表2

图3 不同浸种浓度下小麦种子活力指数Ⅰ变化

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

图4 不同浸种浓度对小麦种子活力指数Ⅱ变化

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

图5不同浸种浓度对小麦种子活力指数Ⅲ变化

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

表2 不同浸种浓度小麦种子活力与种子幼苗性状回归分析

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

处理方式Processing method回归方程Regression equationR2F喷施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∗∗浸种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分别为根长、根数、苗高、苗鲜重和苗干重；Y1～Y3分别为简化活力指数Ⅰ、简化活力指数Ⅱ和简化活力指数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 不同处理方式菌液浓度对小麦种子物理指标和活力指数的关系

逐步回归分析表明，不同处理方式菌液浓度下小麦种子幼苗性状对种子活力指数的影响稍有不同，在喷施方式处理下小麦种子的幼苗根数与种子活力指数影响显著(P<0.05)，其他指标都表现极显著的影响(P<0.01)。就不同处理方式而言，苗高和苗鲜重与活力指数Ⅰ密切相关，苗高和苗干重与活力指数Ⅱ密切相关，苗高均与种子三种活力指数密切相关。表2

2.5 不同处理方式菌液浓度对小麦幼苗生长特性

小麦种子发芽15 d后，20%处理的小麦苗鲜重和苗干重分别达1.05 和0.16 g，分别比对照提高了54.41%和45.45%；10%和40%处理的苗鲜重和苗干重均高于对照；而60%和80%处理的小麦苗鲜重和苗干重与对照接近。小麦种子发芽15 d后，不同处理方式菌液浓度除80%浓度稍低于对照组，其他浓度处理小麦各个指标都高于对照，总体来看，不论是喷施和浸种处理，在20%浓度处的各个指标优于其他处理浓度，但喷施处理方式的各个指标优于浸种处理方式。表3

2.6 不同处理方式菌液浓度对小麦幼苗生长特性指标相关性

对小麦幼苗期与15 d后苗期的生长指标进行处理，得相关性系数矩阵，小麦幼苗期的根长、根鲜重、根干重、苗高、苗鲜重和苗干重与15 d后苗期株高、叶长、叶宽、茎粗、全株鲜重和全株干重等指标呈极显著相关(P<0.01)。幼苗期根数、根鲜重、根干重、苗鲜重和苗干重与15 d后苗期根数不相关，幼苗期的根数15 d后苗期株高、根长、叶长、径粗和全株鲜重不相关，其余都呈显著正相关。因此，不同浓度浸种及接种内生菌对小麦幼苗生长有极大的正影响作用。表4

3 讨 论

内生真菌与植物有时作用过程中有时表现为互惠共生的积极作用，然而在诸多不确定因素如菌液浓度、土壤湿度和温度等，在以上这些情况下又可抑制植物生长甚至转化为对植物有害的“病原菌”。但有时内生真菌又表现出“专一性”，与某种特定植物互作表现出促生作用，在与其他植物互作时又会致死。内生真菌与植物互作这一机理还有待进一步明确，需更深入研究。探明内生菌这一特点，或许可以解决珍稀濒危植物或者成活率低的珍贵药材难抚育的现状，创造更高的实用价值和经济价值。

4 结 论

在内生菌AW57作用下，适宜浓度的浸种和喷施两种施菌方式均可提高小麦种子的萌发以及幼苗的株高、叶长、叶宽、茎粗、根数、苗鲜重和苗干重，可作为小麦生长调节剂。菌液浓度在20%时处理的小麦种子发芽情况以及幼苗生长情况优于其他浓度处理，在喷施处理下的情况下尤为显著。随着菌液浓度升高后各项指标开始下降，虽然仍高于对照组，在浓度为80%时几乎接近对照组，可能由于水分在种子发芽过程中起主导作用可能是在菌液浓度为20%时促进了小麦种子吸收水分，积极调动了种子中贮藏的养分，促进了种子萌发以及后期幼苗生长。喷施菌液优于浸种处理或许是因为喷施处理方式对水分吸收程度作用更大。浸种和喷施不同浓度AW57菌液对小麦根数影响不显著，对小麦根长有显著促进作用。小麦根系可以帮助其更好的汲取水分和土壤中矿物质等营养元素，直接影响到地上部分整个生长周期的状态是小麦高产的基础[14-15]，或经菌液处理后小麦苗期与对照差异显著是由于菌液对根长的作用明显导致。