野生大豆内生真菌对作物促生作用的研究

杨赫，侯宇轩，张姝，孔庆林，范芷君，李双润，蒙萌，李恒星，张月，肖佳雷

（东北农业大学生命科学学院，哈尔滨 150030）

0 引言

野生大豆生境复杂，其内生真菌(Endophytic fungus)的丰富度及多样性要明显优于其他物种，是抗逆能力极强的野生植物资源，更是研究发掘重要生防真菌理想材料[1-3]。当前，国家实施“减农药、减化肥、减除草剂、提质增效”政策，降低生产成本、农药残留，减少环境污染，促进农业可持续发展[3-8]。因此，研发生防菌剂开展绿色农业生产则是新的研究领域[8-12]。本研究利用具有广谱拮抗玉米大斑病和大豆疫霉病野生大豆内生真菌Y6R15 和Y2S2 为试材，通过菌液灌根和叶喷处理，重点分析不同菌株对玉米和大豆苗期生长发育影响，筛选出对玉米和大豆提高抗旱能力的最佳菌株和处理方式，为进一步研发内生真菌在农业生产的应用提供重要的微生物资源和理论支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试菌株Y6R15 和Y2S2，东北农业大学生命科学学院植物生物工程研究室提供，大豆‘黑农48’和玉米‘先玉335’由黑龙江省农业科学院作物育种所提供。

1.2 试验方法

试验供设计灌根和叶喷处理，土壤灭菌消毒，每个菌株每处理各单株小盆播种，每处理播5盆，3次重复，对照为蒸馏水灌根和叶喷。待大豆第一对三初复叶和玉米两叶一心进行处理，每次灌根和叶喷菌量100 mL，每3天处理1次，供3次，待第3次处理后7天进行干物质和根系指标测定。

1.3 测试方法

干物质利用烘干法，根系指标利用LA-S系列根系扫描仪测定。

1.4 数据分析

应用Microsoft Excel 2013 软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 野生大豆内生真菌对作物生物量的影响

2.1.1 野生大豆内生真菌对玉米生物量的影响由表1可知，菌株Y6R15灌根处理有利于玉米根系和叶片的增加明显，而根冠比与比照相比不明显，而Y6R15 叶喷处理对根系作用比叶片明显，玉米根冠比与对照相比增加较大，有利于提高玉米的抗逆性；菌株Y2S2灌根处理对玉米的根系和叶片干重影响不明显，而叶喷处理对根影响不显著，对叶片干重增加明显，导致玉米的根冠比比对照低，降低玉米的抗逆性。因此，菌株Y6R15 在促进玉米生长、提高抗性作用明显，灌根和叶喷都是最佳方式。

表1 内生真菌对玉米苗期作用生物量变化

2.1.2 野生大豆内生真菌对大豆生物量的影响由表2可知，菌株Y6R15灌根处理促进大豆根系和叶片的干重增加，使根冠比比对照增加明显，有利提高大豆抗旱性，而Y6R15叶喷处理对叶片生长作用比根系生长更为明显，导致大豆根冠比与对照相比降低，不利于提高大豆的抗旱性；菌株Y2S2 灌根和叶喷处理对大豆根系和叶片干物质不明显，但大豆的根冠比比对照增加明显，表明在一定程度上可以提高大豆的抗旱性。因此，菌株Y6R15 和Y2S2 灌根处理更有利于促进大豆生长、提高抗旱性，两种菌株制作成种衣剂方式施用最为合理。

表2 野生大豆内生真菌对大豆苗期作用生物量变化

2.2 野生大豆内生真菌对作物根系指标的影响

2.2.1 野生大豆内生真菌对玉米根系指标的影响由表3 可知，两种菌株不同处理均对根平均直径作用不显著，但菌株Y6R15 灌根处理与对照相比玉米的根长（比对照增加64.74 cm）、根表面积(15.44 cm2)、根体积(0.47 cm3)及根尖数（197 个）增加显著，而Y6R15 叶喷处理只对增加根尖数明显；菌株Y2S2 灌根处理与对照相比玉米根表面积(6.42 cm2)和根体积(0.39 cm3)增加明显，叶喷处理对玉米根尖数增加明显。从菌株不同处理对玉米根系指标影响分析，灌根效果好于叶喷，特别Y6R15灌根处理效果特别显著。

2.2.2 野生大豆内生真菌对玉米根系指标的影响由表4可知，菌株Y6R15不同处理对大豆根系指标作用，叶喷方式大于灌根，特别在根长度、根表面积、根体积、根平均直径等指标效果明显；菌株Y2S2 不同处理对大豆各项指标（除根平均直径）与对照相比增加显著，灌根效果大于叶喷。两种菌株不同处理与对照相比根长增加幅度从大到小为Y2S2 灌根(35.84)、Y2S2 叶喷(35.78)、Y6R15叶喷(13.53)、Y6R15灌根(9.87)，两个菌株不同处理大豆根表面积、根体积、根尖数均大于对照，只有Y6R15 叶喷根平均直径大于对照。总之，依据根系指标特征分析，菌株Y2S2 和Y6R15 处理均对大豆有促生作用，效果显著。

3 结论与讨论

前人研究微生物对作物促生作用大多数以细菌或者以分离作物的根际微生物为对象[12-17]，已在水稻、玉米、小麦、马铃薯、棉花、大豆等作物上成功应用[17-22]。前人研究表明，根际促生菌菌株对作物幼苗生长具有明显的促进作用，尤其促进了根系的发育，但主要采取发酵液进行灌根试验[23-25]。本试验利用拮抗菌株发酵液对玉米和大豆进行促生作用试验（灌根和叶喷），灌根和叶喷内生真菌菌剂后能够促进植物的生长，对单子叶和双子叶植物作用效果也存在差异，本试验不能证明菌株与植物体是否存在共生作用，同时不能明确菌株促生机理及对作物品质的影响。

表3 玉米根系指标的变化

表4 大豆根系指标的变化

试验结果表明拮抗菌株Y6R15对玉米根干重、叶片重促生作用明显，表现在提高根长度、根表面积、根体积、根尖数等指标，以根冠比指标标准Y6R15 叶喷效果为最佳方式，依据根系指标特征变化Y6R15灌根效果好于叶喷；拮抗菌株Y2S2 和Y6R15 处理均对大豆有促生作用，效果显著，Y6R15 菌株对玉米和大豆均有促生作用。因此，为了准确评价菌株的功能、促生特性及相关机理，以期为研制微生物菌剂，需要进一步合理设计试验、深入开展研究工作。