解磷菌PW―512菌剂对玉米苗期防御酶活性的影响

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇解磷菌PW―512菌剂对玉米苗期防御酶活性的影响范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘 要：以‘天塔五号’玉米为试验材料，采用室内栽培盒培养方法，探讨解磷菌pw-512对玉米苗期防御酶活性的影响。结果表明：解磷菌PW-512处理的玉米苗期叶片可溶性蛋白含量比对照及同等剂量灭菌处理的菌剂含量高，且随着解磷菌PW-512剂量的增加而增加；与同等剂量的灭菌处理的解磷菌PW-512菌剂相比，解磷菌PW-512菌剂可以有效地提高玉米苗期SOD、POD及CAT活性，同时证明，在试验范围内，解磷菌PW-512菌剂剂量越大，其促进效果越好。

关键词：玉米苗期；解磷菌；保护酶

中图分类号：S513 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.05.005

促进植物生长的根际微生物（PGPR），是指根际的微生物通过向植物提供营养，合成分泌植物激素，防治植物病害等方式促进植物生长[1]。解磷微生物就属于一类典型的PGPR，它可以将土壤中难以被植物吸收利用的磷素转化为可以被植物吸收利用的形态，向植物提供磷素，促进植物生长。其中的一些解磷微生物还具有合成植物激素的能力，如生长素、赤霉素等，从而起到调控植物生长的作用。

目前，关于玉米保护酶活性的研究大多是关于逆境条件下的[2-9]，关于施肥对玉米保护酶活性影响的报道较少，而施入微生物肥料对玉米保护酶活性的研究更少。本试验从接入不同剂量的解磷菌PW-512菌剂对玉米苗期生理特性及叶片保护酶活性方面进行探讨，探究解磷菌PW-512和玉米在相互作用的过程中对玉米苗期防御反应的影响，为玉米苗期的施肥以及解磷菌PW-512作为微生物磷肥提供更为充分的理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

1.1.1 供试菌株 供试菌种为保存于天津师范大学微生物实验室的解磷菌PW-512。前期试验已经证实，该菌种具有解磷功能。

1.1.2 供试植物 天塔五号玉米，该玉米种子购于天津市津润种业有限公司。

1.1.3 供试培养基 牛肉膏蛋白胨培养基：牛肉膏0.3%，蛋白胨1%，氯化钠0.5%，pH值 7.0～7.2。

1.1.4 供试土壤 采自天津师范大学生物科技园，土壤类型为轻壤质盐化潮土，pH值7.6，含有机质18.22%，全氮940 mg・kg-1，速效磷18.3 mg・kg-1，速效钾106 mg・kg-1。

1.2 试验方法

1.2.1 玉米种子萌发 选取颗粒饱满、大小均一的玉米种子洗净，清水浸种24 h，置于瓷盘中于28 ℃恒温培养箱中萌发，筛选出芽一致的种子移至水培槽培养至刚长出第一片真叶，筛选生长健壮且长势一致的幼苗，每个栽培盒5株，移植栽培前均剥去胚乳。

1.2.2 菌株的培养 无菌操作条件下将解磷菌菌株接种于牛肉膏蛋白胨液体培养基中，在温度为37 ℃、转速为140 r・min-1的摇床中振荡培养39 h，经测定菌数为1 012 cfu・mL-1以上，4 ℃保存备用。

1.2.3 试验处理 采用自制栽培盒种植。土壤过筛，筛孔直径为2 mm，80 ℃烘干过夜后备用。每个栽培盒装350 g土壤，分为上下两层，上层150 g，下层200 g，下层拌入不同剂量的解磷菌剂。试验设7个处理，各处理分别为：CK（空白对照）；1M、10M、30M（分别加入1，10，30 mL灭菌的解磷菌剂）；1J、10J、30J（分别加入1，10，30 mL灭菌的解磷菌剂）。重复3次。整个试验期间不施肥，管理与日常相同。玉米长至四叶期后收获取样。

1.2.4 测定指标与方法 蛋白质含量采用考马斯亮蓝G-250染色法测定[10]；超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮蓝四唑（NBT）法测定，以抑制NBT光化还原50%为一个酶活性单位[11]；过氧化物酶（POD）活性采用愈创木酚法测定，以每min内变化0.01为1个过氧化物酶活性单位[7]；过氧化氢酶（CAT）活性采用紫外吸收法测定，以1 min内A240减少0.1的酶量为1个酶活单位（U）[12]。

1.2.5 试验数据的处理 使用SPSS17.0对所得数据进行分析，单因素方差分析（ANOVA）采用Duncan法，以P

2 结果与分析

2.1 解磷菌PW-512菌剂对玉米苗期叶片可溶性蛋白含量的影响

可溶性蛋白是细胞基质主要组成成分，在细胞生理代谢过程中有重要的催化功能。因而可溶性蛋白的多少，在一定程度上能够反映植物内部代谢的活跃程度[13]。为了解解磷菌PW-512对玉米苗期叶片可溶性蛋白含量的影响，取叶片进行测定，结果见图1。

由图1可以看出，解磷菌PW-512菌剂对玉米苗期叶片可溶性蛋白含量的增加具有促进作用。其中，30J处理组的接种效应最佳，其叶片可溶性蛋白含量为1.31 mg・g-1，分别较CK高了96.72%，差异显著。同时，各剂量解磷菌菌剂处理下的叶片可溶性蛋白含量均比对应剂量菌剂灭菌处理的偏高。结果表明，接种解磷菌PW-512菌剂有利于提高玉米苗期叶片可溶性蛋白含量。

2.2 解磷菌PW-512菌剂对玉米苗期叶片保护酶活性的影响

2.2.1 对玉米苗期叶片超氧化物歧化酶活性的影响 SOD（超氧化物歧化酶） 在活性氧代谢中处于重要地位，可以防止超氧自由基对生物膜系统的氧化，对细胞的抗氧化、衰老具有重要意义，植物细胞中SOD活性高低是植物细胞自身抗衰老能力强弱的重要标志[14]。

不同剂量解磷菌PW-512菌剂对玉米苗期叶片超氧化物歧化酶活性的影响如图2所示。

从图2可以看出，接种解磷菌PW-512菌剂能显著地提高玉米苗期叶片超氧化物歧化酶活性。其中30J处理组的SOD活性最强，分别为CK、30M的1.93倍、1.37倍，且差异显著；各剂量解磷菌菌剂处理下的叶片超氧化物歧化酶活性均比对应剂量菌剂灭菌处理的活性强。说明解磷菌PW-512菌剂可以提高玉米苗期叶片超氧化物歧化酶的活性，减缓细胞衰老。

2.2.2 对玉米苗期叶片过氧化物酶活性的影响 过氧化物酶（POD）是植物体内担负清除H2O2的主要酶类之一，POD能催化H2O2分解成H2O和O2。它既参与叶绿素的降解和活性氧的产生[15-16]，同时又是细胞防御活性氧毒害的酶系统成员之一。一般认为，POD活性升高是植物抗性的表现形式[17]。

不同剂量解磷菌PW-512菌剂对玉米苗期叶片过氧化物酶活性的影响如图3所示。

从图3可以看出，与CK相比，各处理组的POD活性逐渐增强，其中30J处理组的POD活性最强，分别为CK、30M的1.84倍、1.27倍，且差异显著（P

2.2.3 对玉米苗期叶片过氧化氢酶活性的影响 过氧化氢酶（CAT）能清除细胞内过多的H2O2，是生物体内极为重要的保护酶之一，它能使H2O2含量维持在较低水平，从而保护膜的结构。

不同剂量解磷菌PW-512菌剂对玉米苗期叶片过氧化氢酶活性的影响如图4所示。

从图4中可以看出，随着解磷菌PW-512菌剂剂量的增加，叶片过氧化氢酶活性逐渐增加，其中30J 处理组的CAT活性最强，分别为CK、30M的1.48倍、1.09倍，而且各剂量解磷菌菌剂处理下的叶片过氧化氢酶活性均比对应剂量菌剂灭菌处理的活性强。说明解磷菌PW-512菌剂可以提高玉米苗期叶片过氧化氢酶活性，使植物体内的H2O2含量维持在一个较低的水平，利于膜结构的保护。

3 结论与讨论

本试验针对不同剂量解磷菌PW-512菌剂对玉米苗期防御酶活性的影响进行了初步研究。结果表明，解磷菌PW-512菌剂能提高玉米苗期植株的防御酶活性，主要表现为可溶性蛋白含量增加，SOD、POD、CAT活性显著增强。

在植物体内代谢过程中，可溶性蛋白含量的变化可以反映细胞内蛋白合成、变性和降解等方面的信息[18]。接种解磷菌PW-512菌剂能够增加叶片蛋白质含量，增加细胞渗透浓度和功能蛋白的数量，有助于维持细胞正常代谢。

细胞在代谢过程中会产生一些有毒的物质，对自身造成伤害，接种解磷菌PW-512菌剂可以提高植物体内保护酶活性，防止叶片早衰，提高植株抗性和适应能力，即解磷菌PW-512菌剂能够诱导植物产生“类似的”防御反应。

本试验结果表明，解磷菌剂的接入不仅可以促进玉米苗期植株的生长发育，还可以诱导其产生“类似的”防御反应，提高植株的抗逆性，为玉米苗期植株的生长创造良好的生长环境，这将为以后的高产、稳产、优质打下坚实基础，对发展绿色无公害农业的生产具有非常重要的意义，在实际生产中有较大的应用潜力。

参考文献：

[1] Malik K A， Rakhshanda B. Association of nitrogen- fixing plant growth promoting rhizobateria（ PGPR） with Kallar grass and rice[J]. Plant and Soil， 1997， 194： 37- 44.

[2] 梁秀兰， 林英春， 年海， 等. 低磷胁迫对不同基因型玉米主要生理生化特性的影响[J].作物学报， 2005， 31（5）： 667-669.

[3] 马建华，孙毅，王玉国，等. 低磷胁迫对玉米自交系及其杂交种苗期生理特性的影响[J].山西农业科学，2014（3）：220-221.

[4] 贾宁，高聚林，于晓芳，等.玉米自交系叶片水分利用效率差异性及其生理变化[J].华北农学报，2011（4）：121-125.

[5] 孙群， 梁宗锁， 王渭玲. 氮对水分亏缺下玉米幼苗膜脂过氧化及光合速率的影响[J].西北农业学报， 2001， 10（1）： 7-10 .

[6] 李付杰，武兰芳，马军花，等.长期养分亏缺对夏玉米叶片光合特性的影响[J].华北农学报，2013（5）：213-218.

[7] 孙彩霞， 刘志刚， 荆艳东.水分胁迫对玉米叶片关键防御酶系活性及同工酶的影响[J].玉米科学， 2003， 11（1）： 63-66 .

[8] 何萍， 金继运.氮钾营养对春玉米叶片衰老过程中激素变化与活性氧代谢的影响[J].植物营养与肥料学报， 1999， 5（4）： 289-296.

[9] 李健，赵宇，李锦锦，等.不同基因型玉米叶片衰老与活性氧代谢的关系及其调控[J].华北农学报，2011（1）：131-135.

[10] 李合生.植物生理生化实验原理和技术[M].北京：高等教育出版社，2000.

[11] 张志良，瞿伟菁.植物生理学实验指导[M].北京：高等教育出版社，2003

[12] Kraus T E， Fletche R A. Paclobutrazol protects wheat seedlings from heat and paraquat injury is detoxification of active oxygen involved [J].Plant and Cell Physiology，1994，35（1）：45-52.

[13] Higa A， Hidaka T， Minai Y， et al. Active oxygen radicals induce peroxidase activity in rice bladet issues[J].Bioeci Biotechnol Biochem， 2001， 65（ 8） ： 1 852-1 855.

[14] Dirk I， Marc V M.Oxidative stress in plants[J].Current Opinion in Biotechnology，1995（6）：153-158.

[15] Niinomi A， Morinoto M， Shimizu S. Lipid peroxidation by the Peroxidase/H2O2/Phenolic system [J]. Plant Cell Physiol， 1987， 28（4）：731-735.

[16] 曾韶西， 王以柔， 刘鸿先. 低温光照下与黄瓜子叶叶绿素降低有关的酶促反应[J].植物生理学报， 1991， 17（2）： 177-182 .

[17] Simte H C， Dasgupta D R. Sequential changes in proteins of soybean， inoculated with t he root-knot nematode， Meloidogyne incognita[J].Indian Journal of Nematology， 1987， 17（2）： 241-246.

[18] 宋鸽，宋福强.AM真菌和紫穗槐苗互作早期宿主防御生理指标的响应特征[J].林业科学，2011，47（10）：44-50.