根围促生菌对不同品种小麦分蘖期的诱导耐旱性研究
目 录
1 引言1
2 材料与方法3
2.1 试验材料...3
2.1.1供试材料与地点......3
2.1.2供试菌.....3
2.1.3培养基 .....3
2.2 试验方法 ..... 3
2.2.1试验材料的种植.....3
2.2.2试验菌剂的制备.....4
2.2.3试验设计.....4
2.3 测定内容与方法.........4
2.3.1 小麦幼苗生长特性的观测..4
2.3.2小麦幼苗抗旱系数测定...5
3 结果与分析 ..5
3.1 土壤含水量的测定...5
3.2形态指标...............6
3.2.1 小麦幼苗根冠比的测定.........6
3.2.2 小麦幼苗的叶片含水量7
3.2.3 小麦幼苗的细胞质膜通透性 8
3.3 生理指标8
3.3.1 麦苗丙二醛(MDA)含量8
3.3.2 脯氨酸含量9
3.3.3 小麦苗根系活力的测定9
3.4小麦幼苗抗旱系数10
4 讨论11
4.1不同品种小麦对根围促生菌诱导抗旱性的响.......11
4.2不同根围促生菌对土壤含水量的影响.... .....11
4.3不同根围促生菌对不同品种小麦幼苗形态指标的影响........11
4.4不同根围促生菌对不同品种小麦幼苗生理指标的影响12
4.5不同根围促生菌对不同品种小麦幼苗抗旱系数的影响12
结论..13 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
致谢..14
参考文献..15
1 引言
中国是全球人口最多的农业大国，农业可持续发展的重要性显而易见。在中国农业可持续发展中，提高农业资源利用率是核心问题，而其中的水资源又是关键[1-3]。全球性气候异常和生态平衡的逐渐破坏，水资源短缺的问题已经备受关注。水资源短缺在农业生产上的具体表现即为使农作物遭受干旱胁迫。如何提高农作物抗旱性需要植(作)物抗旱性、抗逆性理论的支撑，这也是当前植物栽培学、作物栽培学和逆境生物学的中心问题[4-5]。进入 21 世纪以来，干旱胁迫对全球农作物产量造成了严重损失[6]，因此在水资源严重短缺的今天作物耐旱性研究变得尤为重要。
随着全球变化的加剧和生态平衡的破坏，水资源短缺愈来愈成为全人类面临的一个严重生态问题。早在1972年，联合国就在“人类环境”全球会议上向全世界发出警告：水即将成为继石油危机之后的一项严重的社会危机。1992年，联合国发布的《二十一世纪议程》提出：“水不仅是地球上的一切生命所必需，而且对一切社会经济部门都具有生死攸关的重要意义”。同发达国家相比，中国水危机状况尤其严重。中国人均水资源占有量仅为2 900 m3，不足世界平均水平的1/4，居世界第109位，属于世界上13个贫水国家之一。另外，中国水资源不但总量不足，而且时空分布极不均匀，在耕地和人口分别占全国总量的45%和38%的北方15个省区中，水资源仅占全国的9.7%。在我国水资源极度紧缺的同时，农业用水浪费又十分严重，灌溉水的利用率只有40%左右，每m3的粮食生产效率只有1 kg左右(与发达国家的以色列相比，以色列的农业用水效率则达到每m332.3 kg)。更由于近年来的持续干旱和对水资源的过度开发利用，连同愈来愈严重的水体污染，不但使工、农业用水和生活用水矛盾日益突出，甚至已酿成如黄河断流、河川断流、海水入侵、地面沉降等生态灾难，已成为这些地区农业作物栽培的最大障碍[7-9]。可以预料，到2030年中国人口达到高峰期时，为解决16亿中国人口的吃饭生存问题，水危机形势将更加严重。在此形势下，必须全面实施节水农业和旱作农业，建立农作物(如小麦)抗旱性综合评价体系，进行抗旱栽培的基础与应用研究[10-11]。
小麦作为世界最主要的粮食作物之一，在粮食生产中具有举足轻重的作用。小麦的产量与水分密切相关，因此，在缺水的环境下利用栽培措施来提高小麦抗旱性是小麦栽培的基本目标。
有些报道还显示，PGPR 也可作为诱导因子提高植物对非生物胁迫如干旱，盐碱，营养匮乏或营养过量等的耐受性[12]。如 Timmusk 和 Wagner (1999) 发现，接种 PGPR Paenibacillus polymyxa后拟南芥的耐旱性明显提高，并且干旱响应基因ERD15和 ABA 响应基因RAB18的表达量都明显提高。Mayak 等(2004)也发现干旱胁迫条件下 PGPR Achromobacter piechaudiiARV8 也能提高番茄和黄瓜的鲜重和干重，并降低乙烯含量以提高耐旱性。Sharp 等 (2011) 报道PGPR Variovorax paradoxus 5C-2 能降低乙烯含量、减少成熟叶片脱落，延缓叶片衰老以提高耐旱性。研究发现，干旱胁迫条件下 AR156 培养上清诱导后，番茄叶片相对含水量为 82%，与对照组相比提高了 44%；MDA 含量为 2.2×10^-3μmol/g FW，降低了 21.4%，相对电导率为 56.0%，降低了 28.2%；叶绿素 a、叶绿素 b 和总叶绿素含量分别增加了16%、20% 和 20.2%；根系还原强度为 0.336 mg/g/h，是对照组的两倍[13]。前人研究表明三种菌剂分别与复合肥混合使用效果最佳，可有效促进草坪草生长，减少电解质透出率和丙二醛含量，增加草坪草游离脯氨酸含量、硝酸还原酶含量和叶绿素含量，增强了草坪草的抗旱性[14-15]。
本试验通过对四种小麦品种周麦22，矮抗58，郑麦9023，中麦895进行不同根围促生菌对不同品种小麦分蘖期的诱导耐旱性研究试验，测量其土壤含水量，叶片含水量，根冠比等形态指标和根系活力，细胞质膜透性，丙二醛和脯氨酸等生理指标[16]，初步探讨根围促生菌对不同品种小麦分蘖期的诱导耐旱性的影响。希望通过试验测定根围促生菌对不同品种小麦分蘖期的丙二醛含量、脯氨酸含量及叶绿素含量等生理指标，来了解其对小麦生长和抗旱性的影响，以解决小麦的缺水问题，为小麦的生产和栽培提供科学依据。
2 材料与方法
2.1 试验材料
2.1.1 供试材料与地点
供试小麦品种：周麦22；矮抗58；郑麦9023和中麦895四种小麦品种（由淮安市农科院提供）。
材料种植地点：2014年江苏省实验室种植。
材料处理地点：2014年-2015年江苏实验室处理与测定。
2.1.2 供试菌
AR，SM，XY从作物根际土壤中分离获得的不同类型枯草芽孢杆菌，来自大学实验室，从冻干保存的菌种中取出细菌。
1级：植株生长基本正常，只有1片叶表现轻微萎蔫；
2级：植株萎蔫加重，2片叶出现萎蔫；
3级：植株明显萎蔫，3片叶以上均萎蔫，叶片萎蔫下垂，恢复困难。
将统计结果按以下公式计算抗旱系数：
表1 不同处理小麦幼苗的丙二醛含量，脯氨酸含量和根系活力
1 引言1
2 材料与方法3
2.1 试验材料...3
2.1.1供试材料与地点......3
2.1.2供试菌.....3
2.1.3培养基 .....3
2.2 试验方法 ..... 3
2.2.1试验材料的种植.....3
2.2.2试验菌剂的制备.....4
2.2.3试验设计.....4
2.3 测定内容与方法.........4
2.3.1 小麦幼苗生长特性的观测..4
2.3.2小麦幼苗抗旱系数测定...5
3 结果与分析 ..5
3.1 土壤含水量的测定...5
3.2形态指标...............6
3.2.1 小麦幼苗根冠比的测定.........6
3.2.2 小麦幼苗的叶片含水量7
3.2.3 小麦幼苗的细胞质膜通透性 8
3.3 生理指标8
3.3.1 麦苗丙二醛(MDA)含量8
3.3.2 脯氨酸含量9
3.3.3 小麦苗根系活力的测定9
3.4小麦幼苗抗旱系数10
4 讨论11
4.1不同品种小麦对根围促生菌诱导抗旱性的响.......11
4.2不同根围促生菌对土壤含水量的影响.... .....11
4.3不同根围促生菌对不同品种小麦幼苗形态指标的影响........11
4.4不同根围促生菌对不同品种小麦幼苗生理指标的影响12
4.5不同根围促生菌对不同品种小麦幼苗抗旱系数的影响12
结论..13 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
致谢..14
参考文献..15
1 引言
中国是全球人口最多的农业大国，农业可持续发展的重要性显而易见。在中国农业可持续发展中，提高农业资源利用率是核心问题，而其中的水资源又是关键[1-3]。全球性气候异常和生态平衡的逐渐破坏，水资源短缺的问题已经备受关注。水资源短缺在农业生产上的具体表现即为使农作物遭受干旱胁迫。如何提高农作物抗旱性需要植(作)物抗旱性、抗逆性理论的支撑，这也是当前植物栽培学、作物栽培学和逆境生物学的中心问题[4-5]。进入 21 世纪以来，干旱胁迫对全球农作物产量造成了严重损失[6]，因此在水资源严重短缺的今天作物耐旱性研究变得尤为重要。
随着全球变化的加剧和生态平衡的破坏，水资源短缺愈来愈成为全人类面临的一个严重生态问题。早在1972年，联合国就在“人类环境”全球会议上向全世界发出警告：水即将成为继石油危机之后的一项严重的社会危机。1992年，联合国发布的《二十一世纪议程》提出：“水不仅是地球上的一切生命所必需，而且对一切社会经济部门都具有生死攸关的重要意义”。同发达国家相比，中国水危机状况尤其严重。中国人均水资源占有量仅为2 900 m3，不足世界平均水平的1/4，居世界第109位，属于世界上13个贫水国家之一。另外，中国水资源不但总量不足，而且时空分布极不均匀，在耕地和人口分别占全国总量的45%和38%的北方15个省区中，水资源仅占全国的9.7%。在我国水资源极度紧缺的同时，农业用水浪费又十分严重，灌溉水的利用率只有40%左右，每m3的粮食生产效率只有1 kg左右(与发达国家的以色列相比，以色列的农业用水效率则达到每m332.3 kg)。更由于近年来的持续干旱和对水资源的过度开发利用，连同愈来愈严重的水体污染，不但使工、农业用水和生活用水矛盾日益突出，甚至已酿成如黄河断流、河川断流、海水入侵、地面沉降等生态灾难，已成为这些地区农业作物栽培的最大障碍[7-9]。可以预料，到2030年中国人口达到高峰期时，为解决16亿中国人口的吃饭生存问题，水危机形势将更加严重。在此形势下，必须全面实施节水农业和旱作农业，建立农作物(如小麦)抗旱性综合评价体系，进行抗旱栽培的基础与应用研究[10-11]。
小麦作为世界最主要的粮食作物之一，在粮食生产中具有举足轻重的作用。小麦的产量与水分密切相关，因此，在缺水的环境下利用栽培措施来提高小麦抗旱性是小麦栽培的基本目标。
有些报道还显示，PGPR 也可作为诱导因子提高植物对非生物胁迫如干旱，盐碱，营养匮乏或营养过量等的耐受性[12]。如 Timmusk 和 Wagner (1999) 发现，接种 PGPR Paenibacillus polymyxa后拟南芥的耐旱性明显提高，并且干旱响应基因ERD15和 ABA 响应基因RAB18的表达量都明显提高。Mayak 等(2004)也发现干旱胁迫条件下 PGPR Achromobacter piechaudiiARV8 也能提高番茄和黄瓜的鲜重和干重，并降低乙烯含量以提高耐旱性。Sharp 等 (2011) 报道PGPR Variovorax paradoxus 5C-2 能降低乙烯含量、减少成熟叶片脱落，延缓叶片衰老以提高耐旱性。研究发现，干旱胁迫条件下 AR156 培养上清诱导后，番茄叶片相对含水量为 82%，与对照组相比提高了 44%；MDA 含量为 2.2×10^-3μmol/g FW，降低了 21.4%，相对电导率为 56.0%，降低了 28.2%；叶绿素 a、叶绿素 b 和总叶绿素含量分别增加了16%、20% 和 20.2%；根系还原强度为 0.336 mg/g/h，是对照组的两倍[13]。前人研究表明三种菌剂分别与复合肥混合使用效果最佳，可有效促进草坪草生长，减少电解质透出率和丙二醛含量，增加草坪草游离脯氨酸含量、硝酸还原酶含量和叶绿素含量，增强了草坪草的抗旱性[14-15]。
本试验通过对四种小麦品种周麦22，矮抗58，郑麦9023，中麦895进行不同根围促生菌对不同品种小麦分蘖期的诱导耐旱性研究试验，测量其土壤含水量，叶片含水量，根冠比等形态指标和根系活力，细胞质膜透性，丙二醛和脯氨酸等生理指标[16]，初步探讨根围促生菌对不同品种小麦分蘖期的诱导耐旱性的影响。希望通过试验测定根围促生菌对不同品种小麦分蘖期的丙二醛含量、脯氨酸含量及叶绿素含量等生理指标，来了解其对小麦生长和抗旱性的影响，以解决小麦的缺水问题，为小麦的生产和栽培提供科学依据。
2 材料与方法
2.1 试验材料
2.1.1 供试材料与地点
供试小麦品种：周麦22；矮抗58；郑麦9023和中麦895四种小麦品种（由淮安市农科院提供）。
材料种植地点：2014年江苏省实验室种植。
材料处理地点：2014年-2015年江苏实验室处理与测定。
2.1.2 供试菌
AR，SM，XY从作物根际土壤中分离获得的不同类型枯草芽孢杆菌，来自大学实验室，从冻干保存的菌种中取出细菌。
1级：植株生长基本正常，只有1片叶表现轻微萎蔫；
2级：植株萎蔫加重，2片叶出现萎蔫；
3级：植株明显萎蔫，3片叶以上均萎蔫，叶片萎蔫下垂，恢复困难。
将统计结果按以下公式计算抗旱系数：
表1 不同处理小麦幼苗的丙二醛含量，脯氨酸含量和根系活力
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