1株马铃薯内生Bt菌株的鉴定及其对干旱胁迫的缓解作用

摘要

【目的】探究马铃薯内生细菌Bt缓解宿主干旱胁迫的生理响应,为内生细菌缓解马铃薯干旱胁迫的机理及抗旱管理提供理论依据。【方法】对1株分离培养自马铃薯叶片的内生细菌Bt,利用形态学和分子测序方法进行种类鉴定,并测定该菌株在低水势下的生存能力及代谢产物活性;采用盆栽试验,利用PEG-6000进行模拟干旱胁迫处理,干旱处理分为正常浇水(CK:PEG-6000浓度为0)、中度干旱胁迫(D1:PEG-6000浓度为20%)和重度干旱胁迫(D2:PEG-6000浓度为25%),研究接种Bt内生菌株在干旱胁迫下对马铃薯的促生作用和生理响应,并对其进行抗旱性评价。【结果】分子鉴定结果表明,Bt为芽孢杆菌属(Bacillus)苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis),该菌株具在低水势下生存的能力、产IAA活性和ACC脱氨酶活性,干旱胁迫下接种Bt对马铃薯促生效果明显。与CK相比,马铃薯植株的根长有所增加但不显著(P>0.05,下同),株高和茎粗在D2处理下较CK分别增加16.7%和16.0%;在D1、D2处理下接种Bt后,植株叶片相对叶绿素含量(SPAD值)、气孔导度较CK分别提高11.1%、20.5%和11.2%、77.8%;在D2处理下,接种Bt的植株净光合速率较CK增加34.3%;在D1、D2处理下马铃薯植株内脯氨酸含量较CK分别增加24.8%和25.2%,在D1处理下接种Bt后马铃薯植株可溶性蛋白含量较CK增加33.0%,在D1、D2处理下,接种Bt后丙二醛(MDA)含量较CK显著降低37.1%和14.9%(P<0.05);在干旱处理下接种Bt后,植株CAT活性较CK有所提高但不显著,过氧化物酶(POD)活性在D1处理下较CK提高26.4%,超氧化物歧化酶(SOD)活性在D1、D2处理较CK分别提高57.9%和35.1%。通过模糊数学隶属函数法对不同处理下马铃薯抗旱性进行综合评价,抗旱性强弱依次为D2-Bt、CK-Bt、D1-Bt、D2-W、CK-W和D1-W。【结论】马铃薯内生细菌Bt通过产生IAA和ACC脱氨酶来促进马铃薯生长发育,缓解马铃薯干旱胁迫。