碱蓬根际和内生细菌菌株对盐碱胁迫下苜蓿生长的影响

doi:10.11686/cyxb2021369

草业学报 ›› 2022, Vol. 31 ›› Issue (9): 107-117.DOI: 10.11686/cyxb2021369

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碱蓬根际和内生细菌菌株对盐碱胁迫下苜蓿生长的影响

苗阳阳(), 张艳蕊, 宋标, 刘旭桐, 张安琪, 吕金泽, 张浩, 张小华, 欧阳佳慧, 李旺, 曲善民()

黑龙江八一农垦大学动物科技学院草业科学系，黑龙江省寒区饲料资源高效利用与营养调控重点实验室，黑龙江大庆 163319

收稿日期:2021-10-09 修回日期:2022-01-11 出版日期:2022-09-20 发布日期:2022-08-12
通讯作者: 曲善民
作者简介:Corresponding author. E-mail： qushanmin@126.com
苗阳阳（1989-），女，满族，辽宁本溪人，讲师，博士。E-mail： yangyangmiao.com@163.com
基金资助:
黑龙江八一农垦大学学成、引进人才科研启动计划项目(XYB201813);黑龙江八一农垦大学三横三纵支持计划项目(ZRCPY201908);大庆市新能源领域“揭榜挂帅”科技攻关项目(2021BD05);黑龙江省科技厅省院合作项目(YS16B12)

Effects of Suaeda glauca rhizobacteria and endophytic bacterial strains on alfalfa growth under salt-alkaline stress

Yang-yang MIAO(), Yan-rui ZHANG, Biao SONG, Xu-tong LIU, An-qi ZHANG, Jin-ze LV, Hao ZHANG, Xiao-hua ZHANG, Jia-hui OUYANG, Wang LI, Shan-min QU()

Department of Grassland Science，College of Animal Science and Veterinary Medicine，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Key Laboratory of Efficient Utilization and Nutrition Regulation of Feed Resources in Cold Regions of Heilongjiang Province，Daqing 163319，China

Received:2021-10-09 Revised:2022-01-11 Online:2022-09-20 Published:2022-08-12
Contact: Shan-min QU

摘要/Abstract

摘要：

为研究碱蓬根际和内生细菌菌株对盐碱胁迫下苜蓿幼苗生长的影响，试验以龙牧801紫花苜蓿为供试品种，将前期从碱蓬根内（JG1）、根际土壤（JT4）和茎内（JJ5）筛选出的具有较强耐盐碱胁迫能力的根际及内生细菌菌株接种于苜蓿幼苗根部。接菌1周后将中性盐（NaCl、Na₂SO₄）和碱性盐（NaHCO₃、Na₂CO₃）按NaCl∶Na₂SO₄∶NaHCO₃∶Na₂CO₃=9∶1∶1∶9混合，并设置0、100、150、200 mmol·L^-1盐碱浓度溶液浇灌苜蓿幼苗根部，进行盐碱胁迫处理。分析盐碱胁迫下碱蓬根际及内生细菌菌株对苜蓿生长及生理的影响，并通过隶属函数和主成分分析综合评价碱蓬根际和内生细菌菌株对盐碱胁迫下苜蓿生长的影响。结果表明：3株促生细菌均能缓解盐碱胁迫对紫花苜蓿生长的抑制作用，促进紫花苜蓿生长，不同促生细菌对盐碱胁迫下苜蓿促生效果为JT4>JG1>JJ5。

关键词: 碱蓬, 根际细菌, 内生细菌, 盐碱胁迫, 苜蓿

Abstract:

This research investigated the effects of rhizobacteria and endophytic bacteria strains on alfalfa seedling growth under salt-alkaline stress in alfalfa （Medicago sativa） cultivarLongmu No.801. Rhizobacteria and endophytic bacteria from plants with strong tolerance to salt-alkaline stress were isolated from Suaeda glauca roots （JG1）， rhizosphere soil （JT4） and stems （JJ5） and were inoculated around the roots of alfalfa seedlings. One week after inoculation， neutral salts （NaCl， Na₂SO₄） and alkaline salts （NaHCO₃， Na₂CO₃） were mixed in the proportions NaCl∶Na₂SO₄∶NaHCO₃∶Na₂CO₃= 9∶1∶1∶9， and the roots of alfalfa seedlings were irrigated with 0， 100， 150， 200 mmol·L^-1 of these salt-alkaline solutions. The effects on the growth and physiological indexes of alfalfa of these inoculations under the four salt concentrations were analyzed by membership function and principal component analysis. It was found that the three growth-promoting bacteria alleviated the inhibitory effects of salt-alkaline stress on alfalfa and promoted alfalfa growth. The growth-promoting effect of the isolated bacterial strains on alfalfa seedlings under salt-alkaline stress was JT4>JG1>JJ5.

Key words: Suaeda glauca, rhizobacteria, endophytic bacteria, salt-alkaline stress, alfalfa

苗阳阳, 张艳蕊, 宋标, 刘旭桐, 张安琪, 吕金泽, 张浩, 张小华, 欧阳佳慧, 李旺, 曲善民. 碱蓬根际和内生细菌菌株对盐碱胁迫下苜蓿生长的影响[J]. 草业学报, 2022, 31(9): 107-117.

Yang-yang MIAO, Yan-rui ZHANG, Biao SONG, Xu-tong LIU, An-qi ZHANG, Jin-ze LV, Hao ZHANG, Xiao-hua ZHANG, Jia-hui OUYANG, Wang LI, Shan-min QU. Effects of Suaeda glauca rhizobacteria and endophytic bacterial strains on alfalfa growth under salt-alkaline stress[J]. Acta Prataculturae Sinica, 2022, 31(9): 107-117.

图/表 12

表1 碱蓬根际细菌和内生细菌菌株

Table 1 Rhizobacteria and endophytic bacteria of S. glauca

菌株编号Strain number	菌株Strain	分离部位Separation site
JG1	普城沙雷氏菌Serratia plymuthica	碱蓬根内S. glauca root
JT4	嗜麦芽寡养单胞菌Stenotrophomonas maltophilia	碱蓬根际土壤S. glauca rhizosphere soil
JJ5	普城沙雷氏菌S. plymuthica	碱蓬茎内S. glauca stem

图1 碱蓬根际促生细菌和内生细菌对盐碱胁迫下苜蓿株高的影响不同小写字母表示同一盐碱浓度处理下，不同菌株处理之间差异显著（P<0.05）。下同。Different lowercase letters mean there were significant differences among different strains under the same salt-alkaline concentration treatment at P<0.05. The same below.

Fig.1 Effects of S. glauca rhizosphere growth-promoting bacteria and endophytic bacteria on plant height of alfalfa under salt-alkaline stress

图2 碱蓬根际促生细菌和内生细菌对盐碱胁迫下苜蓿分枝数的影响

Fig.2 Effects of S. glauca rhizosphere growth-promoting bacteria and endophytic bacteria on branches number of alfalfa under salt-alkaline stress

表2 碱蓬根际促生细菌和内生细菌对盐碱胁迫下苜蓿地上鲜重的影响

Table 2 Effects of S. glauca rhizosphere growth-promoting bacteria and endophytic bacteria on the aboveground fresh weight of alfalfa under salt-alkaline stress （g·5 plant-1）

菌株编号 Strain number	盐碱浓度Salt-alkaline concentration （mmol·L^-1）
菌株编号 Strain number	0	100	150	200
CK	0.5370±0.0153b	0.4598±0.2188b	0.4175±0.0143c	0.2780±0.0134d
JG1	0.9474±0.0111b	0.5206±0.1197b	1.0704±0.1087a	1.1538±0.0716a
JT4	2.2427±0.3351a	0.6021±0.1345b	0.7770±0.0874b	0.6577±0.0144c
JJ5	0.5847±0.0767b	1.1492±0.1753a	0.6565±0.0270b	0.9697±0.0289b

表3 碱蓬根际促生细菌和内生细菌对盐碱胁迫下苜蓿根鲜重的影响

Table 3 Effects of S. glauca rhizosphere growth-promoting bacteria and endophytic bacteria on root fresh weight of alfalfa under salt-alkaline stress （g·5 plant-1）

菌株编号 Strain number	盐碱浓度Salt-alkaline concentration （mmol·L^-1）
菌株编号 Strain number	0	100	150	200
CK	0.0870±0.0048b	0.3374±0.0607c	0.2560±0.0158c	0.2405±0.0231c
JG1	0.1982±0.0061b	0.7080±0.0748b	0.7244±0.0797b	2.4406±0.4290a
JT4	0.5099±0.0790a	0.5305±0.0035bc	0.8993±0.0690b	0.9783±0.4650bc
JJ5	0.1196±0.0291b	1.2271±0.1562a	2.9968±0.2218a	2.1134±0.4620ab

图3 碱蓬根际促生细菌和内生细菌对盐碱胁迫下苜蓿POD活性的影响

Fig.3 Effects of S. glauca rhizosphere growth-promoting bacteria and endophytic bacteria on POD activity of alfalfa under salt-alkaline stress

图4 碱蓬根际促生细菌和内生细菌对盐碱胁迫下苜蓿SOD活性的影响

Fig.4 Effects of S. glauca rhizosphere growth-promoting bacteria and endophytic bacteria on SOD activity of alfalfa under salt-alkaline stress

图5 碱蓬根际促生细菌和内生细菌对盐碱胁迫下苜蓿MDA含量的影响

Fig.5 Effects of S. glauca rhizosphere growth-promoting bacteria and endophytic bacteria on MDA content of alfalfa under salt-alkaline stress

图6 碱蓬根际促生细菌和内生细菌对盐碱胁迫下苜蓿脯氨酸含量的影响

Fig.6 Effects of S. glauca rhizosphere growth-promoting bacteria and endophytic bacteria on proline content of alfalfa under salt-alkaline stress

图7 碱蓬根际促生细菌和内生细菌对盐碱胁迫下苜蓿叶片叶绿素含量的影响

Fig.7 Effects of S. glauca rhizosphere growth-promoting bacteria and endophytic bacteria on leaf chlorophyll content of alfalfa under salt-alkaline stress

表4 碱蓬根际促生细菌和内生细菌对盐碱胁迫下苜蓿耐盐碱指标隶属函数分析

Table 4 Comprehensive analysis of membership function values of S. glauca rhizosphere growth-promoting bacteria and endophytic bacteria on alfalfa salt-alkaline tolerance indexes under salt-alkaline stress

菌株编号 Strain number	盐碱浓度Salt-alkaline concentration （mmol·L^-1）
	0		100		150		200
	平均值Mean	综合排名Rank	平均值Mean	综合排名Rank	平均值Mean	综合排名Rank	平均值Mean	综合排名Rank
CK	0.114	3	0.000	4	0.034	4	0.019	4
JG1	0.448	2	0.388	2	0.427	2	0.546	2
JT4	1.677	1	1.185	1	1.164	1	1.125	1
JJ5	-0.217	4	0.001	3	0.053	3	0.107	3

表5 碱蓬根际促生细菌和内生细菌对盐碱胁迫下苜蓿耐盐碱性指标主成分分析

Table 5 Principal component analysis of salt-alkaline tolerance index of S. glauca rhizosphere growth-promoting bacteria and endophytic bacteria on alfalfa under salt-alkaline stress

项目 Item	苜蓿耐盐碱性指标 Salt-alkaline tolerance indexes of alfalfa									特征值 Eigenvalue	贡献率 Contribution （%）	累积贡献率 Cumulative contribution （%）
项目 Item	X₁	X₂	X₃	X₄	X₅	X₆	X₇	X₈	X₉	特征值 Eigenvalue	贡献率 Contribution （%）	累积贡献率 Cumulative contribution （%）
盐碱浓度Salt-alkaline concentration （0 mmol·L^-1）
Ⅰ	0.98	0.96	0.95	0.94	0.91	0.84	0.57	0.49	0.51	6.03	66.98	66.98
Ⅱ	0.13	-0.19	-0.22	0.19	0.13	-0.42	0.82	-0.79	0.45	1.83	20.29	87.26
Ⅲ	-0.12	0.22	0.24	-0.28	-0.40	-0.34	0.05	0.38	0.73	1.15	12.74	100.00
盐碱浓度Salt-alkaline concentration （100 mmol·L^-1）
Ⅰ	0.99	0.93	0.88	0.85	0.78	0.35	0.63	0.68	0.28	5.00	55.53	55.53
Ⅱ	-0.10	-0.28	0.10	-0.50	-0.55	0.92	0.77	0.71	-0.65	3.01	33.41	88.94
盐碱浓度Salt-alkaline concentration （150 mmol·L^-1）
Ⅰ	0.99	0.98	0.83	0.71	0.57	0.58	0.56	0.17	0.45	4.36	48.45	48.45
Ⅱ	0.09	-0.16	-0.37	0.65	0.81	-0.77	-0.66	0.48	0.44	2.71	30.06	78.51
Ⅲ	-0.07	-0.08	-0.42	0.27	0.14	0.25	0.49	0.86	-0.78	1.93	21.49	100.00
盐碱浓度Salt-alkaline concentration （200 mmol·L^-1）
Ⅰ	0.99	0.97	0.93	0.90	0.72	0.56	0.59	0.47	0.60	5.35	59.46	59.46
Ⅱ	-0.06	-0.23	-0.32	-0.43	0.70	0.14	0.81	0.79	-0.77	2.70	29.99	89.45

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碱蓬根际和内生细菌菌株对盐碱胁迫下苜蓿生长的影响

Effects of Suaeda glauca rhizobacteria and endophytic bacterial strains on alfalfa growth under salt-alkaline stress

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图/表 12

参考文献 31

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