康氏木霉对小麦和黄瓜种子发芽的影响

康氏木霉对小麦和黄瓜种子发芽的影响

王希雨

无棣县海丰街道办事处 251900

摘要：小麦是世界上最大的粮食作物，约有1/3的人口是主食，是世界上最大的谷物。密度是我国的主要粮食作物，其生产的可持续发展对保障国家粮食安全和维护社会稳定具有重要意义。我的小麦可以根据播种季节分为春小麦和冬小麦，主要分布在高寒地区和高海拔地区。冬小麦主要分布在黄淮平原、长江中下游地区和沿海地区。根据小麦的春性和光敏性，冬小麦可分为冬麦、半冬麦和春麦。冬小麦主要种植在黄淮麦区，包括河北、山东、河南等地。该地区气候干燥，冬季雨水少，该地区主要种植玉米(小米、高粱)+小麦。而且长江中下游冬小麦区雨量丰富，适合水稻生长。该地区种植水稻+小麦，即水稻和小麦。近年来，水稻栽培技术逐渐从人工移植转向机械移植或直播。水稻育苗时间越来越长，田间生长季节越来越长。此外，随着晚熟水稻品种北移技术的推广，收获期越来越晚，稻麦茬矛盾越来越突出，小麦晚播现象越来越普遍、严重。晚播往往导致小麦越冬前发芽晚、出芽不均匀、分蘖少、穗缺、缺房、产量低、品质差等生产问题。由于栽培技术的改进，虽然解决了一些问题，但解决这一问题的基本方法是培育和推广晚播小麦的早期品种。

关键词：康氏木霉；小麦种子；黄瓜种子；促生作用

引言

小麦是我国主要的粮食作物，是我国粮食安全的重要保障。目前环境中的镉含量越来越高，小麦受到的污染也日益加剧，寻找缓解或降低镉对小麦毒害的方法显得尤为重要。小麦幼苗时期对重金属胁迫较为敏感，SiO2-NP不仅有效促进植物生长发育，在缓解植物的胁迫反应方面也具有重要作用。SiO2-NP能否缓解镉对小麦的毒害作用目前未见报导。本试验采用水培方法，在不同浓度的CdCl2处理下加入SiO2-NP，通过系统分析小麦在萌发过程中发芽率、芽长、根长、鲜重、干重的变化，解析在Cd胁迫下SiO2-NP对小麦萌发的影响。

1材料和方法

1.1试验材料

小麦种子（运旱20410）由山西农业大学农学院提供；黄瓜种子（中裕新春四号）由山西省中裕种业公司提供；供试木霉菌株为康氏木霉菌株（Tricho⁃dermakoningii），由山西农业大学植物病理重点实验室提供。

1.2试验方法

1.2.1试验浓度设置及制备

本试验中CdCl2的浓度梯度设置为10.0mg/L、30.0mg/L，SiO2-NP的浓度为120mg/L。用蒸馏水配制120mg/L浓度的纳米二氧化硅悬浮液，并在25℃水浴条件下超声处理30min，制备纳米二氧化硅粉末悬浮液，备用。镉为分析纯CdCl2·2.5H2O（含量≥99.0%），用蒸馏水制作成浓度为10.0mg/L、30.0mg/L的CdCl2溶液，备用。

1.2.2康氏木霉菌浸种处理

先将小麦、黄瓜种子用75%的酒精进行表面消毒，无菌水冲洗3~4次后用无菌水浸泡3h，分别用不同浓度的康氏木霉菌孢子悬浮液、发酵原液、抽滤发酵液、灭菌发酵液浸泡小麦和黄瓜种子5h，用无菌水冲洗3次，放置于培养皿中保湿催芽，每皿放20粒种子，孢子悬浮液处理以无菌水作为对照，发酵原液、抽滤发酵液、灭菌发酵液处理以PDB液体培养基作为对照，每个处理重复3次。分别于发芽后第2、3天统计种子发芽率、芽长和根长，计算康氏木霉菌株的促生率。促生率=（（处理后种子发芽率、芽长或根长对照种子发芽率、芽长或根长）/对照种子发芽率、芽长或根长）×100%

1.2.3种子萌发

选择水稻(Oryzasativa)、小麦(Triticumaestivum)、玉米(Zeamays)和柏木(Cupressusfunebris)等种子进行萌发试验。试验采用培养皿滤纸法，在每个培养皿中铺垫双层滤纸，并选取30粒无病虫害、质量较好、饱满、大小均匀的种子，这些种子经过浸种处理后，进行萌芽试验。将准备好的4种浓度的浸提液添加到培养皿中，注意不能全部把种子淹没，以淹没种子的1/3为宜。同时，以蒸馏水处理为对照(T0)，试验中的各处理均重复3次。将处理好的培养皿放置在光照培养箱中(其中昼夜分别为12h/d，温度设置为20℃)培养，待种子萌芽3d后，对种子的萌芽和种子发霉情况进行记录。其中，当种子的胚根/胚轴突破种皮1～2mm的标准时，种子被视为发芽。本次试验共观察14d。

2结果与分析

2.1康氏木霉菌孢子悬浮液对小麦种子萌发与生长的影响

康氏木霉菌孢子悬浮液处理小麦种子2d后，明显促进小麦种子芽的生长，与对照相比差异显著，浓度为1.0×103cfu/mL处理的小麦种子芽长最长，达到1.12cm，促生率为60.00%。不同浓度孢子悬浮液对小麦种子根的生长均有促进作用，1.0×103cfu/mL孢子悬浮液的根长促生率为26.85%，与对照相比差异显著。康氏木霉孢子悬浮液对小麦种子的发芽率没有促生作用，反而在一定程度上抑制了种子的发芽，发芽抑制率为3.16%。康氏木霉菌孢子悬浮液处理小麦种子3d后，对小麦种子发芽率、芽长和根长的促进作用不一致，但均与对照没有显著性差异。综合分析，1.0×103cfu/mL的康氏木霉菌孢子悬浮液对小麦种子生长的促生效果最好。

2.2发芽特性及幼苗性状的方差分析

常温发芽与低温发芽幼苗性状及发芽特性在品种间、温度间及品种与温度互作间的差异均具有高度统计学意义（P<0.01），说明小麦发芽特性、幼苗性状不仅受遗传因素的控制，还受到温度、品种与温度互作的显著影响。

3结论

本研究发现，浓度为1.0×105cfu/mL康氏木霉孢子悬浮液对小麦和黄瓜种子发芽具有一定抑制效果，康氏木霉抽滤发酵液对小麦种子的萌发和芽长生长大多表现为抑制作用，可能是康氏木霉菌产生了具有植物毒性的代谢产物，抑制小麦和黄瓜种子的萌发和芽生长。研究发现，绿色木霉在无土培养基上会产生抑制植物生长的绿胶霉素和胶霉毒素。HARAGUCHI等[36]研究认为，胶霉毒素会对植物乙酰乳酸合成酶活性产生影响，对植物生长产生抑制作用。康氏木霉发酵原液经过121℃高压灭菌20min处理后得到灭菌发酵液，高温高压的处理过程有可能破坏了发酵液中具有植物毒性的不稳定代谢产物，所以，康氏木霉的抽滤发酵液与灭菌发酵液相比，前者对小麦种子生长的抑制作用较强。本研究中灭菌发酵液对小麦种子的促生效果优于抽滤发酵液，而黄瓜种子表现为抽滤发酵液的促生效果优于灭菌发酵液，造成这种差异的原因有2个方面：一方面抽滤发酵液和灭菌发酵液中包含的生物活性因素不同，从而造成促生效果的差异；另一方面是康氏木霉发酵原液中包含的代谢产物种类很多，且非常复杂，经过灭菌处理后，高温高压条件促使某些代谢产物的结构或者生物活性发生变化，如破坏了其中具有植物毒性的或促生作用的不稳定代谢产物，进而造成促生效果的变化。

结束语

室温和低温发芽条件下，小麦发芽特性(发芽时间除外)之间、幼苗特性之间以及发芽特性与幼苗特性之间的相关性均达到显著水平(P < 0.01)，但与赵连浩的研究结果一致，但在低温发芽条件下，这种相关性较高，小麦的发芽特性和幼苗特性比常温发芽特性更能反映种子耐冷发芽特性。

参考文献

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[2]崔维香.海藻提取液对种子萌发、幼苗生长和果实品质的影响[D].浙江海洋大学,2017.

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[4]王玉彦.设施黄瓜不同种植模式及其土壤修复机理的研究[D].东北农业大学,2009.

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