全 文 :哈茨木霉发酵产物对豇豆萌发及苗期生长的影响
梁志怀1 ,魏 林1 ,罗赫荣2 ,曾粮斌3
(1.湖南省植物保护研究所 ,湖南 长沙 410125;2.湖南省农业科学院 ,
湖南 长沙 410125 , 3.湖南农业大学 ,湖南 长沙 410128)
摘 要:应用改良后的GPF 培养基 ,采用三级发酵和固液两相发酵相结合的培养方法培养得到的哈茨木霉发酵产物 ,在豇豆萌发
和苗期生长中进行应用。结果表明 ,哈茨木霉发酵产物适量浓度对豇豆的发芽势 、苗期生长 、氮素利用能力 、叶绿素含量均有显著
的促进效果 ,显示了木霉在促进植物生长方面的潜能。
关键词:哈茨木霉;发酵产物;种子发芽势;苗期生长;豇豆
中图分类号:S188.47 文献标识码:A 文章编号:1006-060X(2004)01-0018-03
Effects of the Fermentation Production of Trichoderma Hazianum on
Germination and Seedling Growth of Cowpea
LIANG Zhi-huai1 , WEI Lin1 , LUO He-rong2 , ZENG Liang-bin1
(1.Hunan Plant Protection Research Institute , Changsha 410125 , PRC;2.Hunan Academy of Agricultural Sciences ,
Changsha 410125 , PRC;3.Agriculture University of Hunan , Changsha 410128 , PRC)
Abstract:The fermentation production of Trichoderma hazianum produced by improved GPF formula was applied to the germina-
tion and seedling growth of cowpea.The result showed that the germination energy , growth traits , utilization efficiency of nitrogen
fertilizer and content of chlorophyll of cowpea were enhanced.But there was no significant increased in germination percentage.
Trichoderma has real potential for plant promotion.
Key words:Trichoderma hazianum;fermentation productaion;germination;seedling growth;cowpea
据不完全统计 ,木霉(Trichodeima)至少对 18个
属29种病原真菌在体外或体内都表现有拮抗作用 ,
因此木霉是国内外研究较多的一种生防菌 。多年
来 ,人们对木霉菌的研究多集中于其病防应用 、生防
机制以及生物药剂的开发等方面。但在该菌发酵产
物对植物生长的影响方面 ,国内研究得很少。为了
促进该菌的有效应用 ,我们用哈茨木霉(Trichodeima
hazianum)发酵产物对豇豆种子萌发 、苗期生长发育
的影响进行了初步研究 ,现将试验结果报道如下。
1 材料与方法
收稿日期:2003-11-08
基金项目:湖南省自然科学基金(03JJY4013)
作者简介:梁志怀(1968-), 男 , 湖南溆浦县
人 ,主要从事科研和科研管理工作。
1.1 供试木霉菌株
供试哈茨木霉为本实验室从长沙地区采集的土
样中分离并经过鉴定的菌株 。
1.2 供试豇豆品种
供试品种为“特选 28-2” ,江西省丰城市津南
区种子公司生产。
1.3 木霉发酵产物的制备
采用三级发酵和固液两相发酵相结合的培养方
法培养供试哈茨木霉。其中三级发酵培养的培养基
为改良后的 GPF 培养基 。每个 500 ml三角瓶中装
180 ml培养液 ,接种 5 ml哈茨木霉孢子悬浮液(3.5
×107 孢子/ml),置于摇床中于 25 ℃、200 r/min条
件下发酵培养 7 d 。以不接种为对照。将培养 7 d
的发酵液用 G3 耐酸漏斗经 0.22 μ滤膜真空过滤 ,
得到的无菌滤液高压灭菌后备用。对照(即未接种
的GPF 培养液)进行相同处理 ,以后在各处理中作
参比对照液 。
1.4 发酵产物对豇豆种子萌发的影响测定
湖南农业科学 2004 ,(1):18 ~ 20 Hunan Agricultural Sciences
DOI :10.16498/j.cnki.hnnykx.2004.01.007
试验共设 5个处理 ,即木霉发酵产物原液 、稀释
10倍的原液 、稀释 100倍的原液 、GPF 培养液(参比
对照液)和作空白对照的灭菌水 。将表面消毒的豇
豆种子浸入分别盛有 20 ml 5个处理溶液的培养皿
中 ,每皿放入 25 粒 ,每处理设 5 个重复 。浸种 8 h
后 ,将各处理的种子沥出移入装有被灭菌水浸润的
滤纸的培养皿中 ,置于光照培养箱 ,于 28 ℃下培养
48 h后 ,调查各皿种子的萌发数 ,并从每处理中随机
取出 20粒萌发种子(每重复 4粒),量取其胚根和胚
芽的长度 。
1.5 发酵产物对豇豆苗期生长作用的测定
按1.4方法将表面消毒的豇豆种子分别放入木
霉发酵产物稀释 10倍的原液 、稀释 100 倍的原液 、
GPF培养液和灭菌水中浸种 8 h 后 ,分别播入已灭
菌的土盆中 ,每盆 50粒 ,每处理设 3个重复 。于播
种后第 5天调查出苗率 ,并于对照两片子叶完全展
开后 ,对上述 4个处理分别进行叶面喷雾。按常规
方法在出苗后 20 d ,调查各处理豇豆苗的根瘤数 、根
系总质量 、地上部鲜质量和株高。
1.6 发酵产物对豇豆幼苗叶绿素含量的影响
取1.5方法中不同处理叶面喷雾 5 d后的豇豆
苗叶片0.5 g ,加入 2 ml丙酮和少量石英砂研磨 ,再
加入 80%丙酮 5 ml研成匀浆。将匀浆用 80%丙酮
定容至 10 ml ,摇匀后马上吸取 2 ml置一试管中 ,再
加入 80%丙酮进一步提取 。然后于 4 000 r/min 离
心20 min ,取上清液倒入光径 1 cm 的比色杯内 ,以
80%丙酮作参比液 ,用 752型分光光度计(上海分析
仪器总厂)在 663 nm 、645 nm 下测定吸光度(A),并
计算叶绿素含量 。
叶绿素 a含量(mg/g)=12.71A663-2.69A645
叶绿素b含量(mg/g)=22.88A645-4.68A663
叶绿素总量(mg/g)=8.02A645+20.29A645
2 结果与分析
2.1 木霉发酵产物对豇豆种子萌发的影响
豇豆种子经哈茨木霉发酵液处理后 72 h 的调
查数据显示 ,经原液处理的种子无一粒萌发;而经稀
释 10倍 、100倍发酵液处理的 ,其萌发率都略高于
GPF 培养液处理和灭菌水处理 ,但差别不显著。经
稀释的哈茨木霉发酵液处理的种子萌发后 ,其胚根
和胚芽的生长势显著好于参比对照和清水对照 ,说
明适量浓度的哈茨木霉发酵液对豇豆种子萌发后的
生长具有显著的促进作用。其中以 10倍稀释液的
效果最好 ,但与 100倍的稀释液的效果相比未达到
显著差异水平 。此外 ,发酵液中培养基成分对种子
萌发则无影响(表 1)。
表 1 不同处理对豇豆种子发芽势的作用效果
处 理 萌发率(%)
胚根长
(mm)
差异显著性
0.05 0.01
胚芽长
(mm)
差异显著性
0.05 0.01
木霉发酵原液 0
木霉发酵原液10倍液 82.5 23.8 a A 16.1 a A
木霉发酵原液100倍液 80.0 18.5 b B 15.3 a A
GPF 培养液 78.0 15.7 b B 6.62 b B
CK(灭菌水) 77.5 16.6 b B 6.60 b B
2.2 木霉发酵产物对豇豆幼苗生长的影响
经哈茨木霉发酵液浸种和叶面喷雾处理后 ,除
出苗率与参比对照 、空白对照差异不明显外 ,株高 、
地上部鲜质量 、根系鲜质量和根瘤数都有明显的增
长 。其中 ,木霉发酵液 100倍液的作用尤为显著 ,其
对豇豆地上部鲜质量 、根系鲜质量和根瘤数的增长
率分别达到 55.88%、134.48%和 160.61%,表现出
了明显的促长效果 。同时 ,发酵液中培养基成分对
豇豆幼苗的生长也无明显影响 ,同空白对照相比 ,差
异不大 ,株高甚至表现出负增长(表 2)。
表 2 不同处理对豇豆幼苗各生长指标的作用效果
处 理 出苗率(%)
株高
(cm)
增减率
(%)
地上部鲜质量
(g/株)
增减率
(%)
根系鲜质量
(g/株)
增减率
(%)
根瘤数
(个/株)
增减率
(%)
木霉发酵液 10倍液 95.1 51.56 19.46 3.58 31.62 0.37 27.59 11.6 75.76
木霉发酵液 100倍液 93.3 46.57 7.90 4.24 55.88 0.68 134.48 17.2 160.61
GPF 培养液 90.2 35.88 -16.86 2.87 5.51 0.30 3.45 7.2 9.09
CK(灭菌水) 92.7 43.16 2.72 0.29 6.6
2.3 木霉发酵产物对豇豆幼苗叶绿素含量
的影响
从表 3可以看出 ,木霉发酵产物的两个浓度对
豇豆幼苗叶绿素 a 、b 及总含量都具有增长作用 ,其
中仍以木霉发酵液 100倍液的效果最好 ,其对叶绿
素 a 、b 及总含量的增长率分别达 58.06%、46.15%
和 54.55%。而作为参比对照的 GPF 培养液 ,除对
叶绿素 b的含量增长了 7.69%外 ,对叶绿素 a及总
19第 1 期 梁志怀等:哈茨木霉发酵产物对豇豆萌发及苗期生长的影响
含量均出现了负增长 。
3 讨 论
本试验表明 ,哈茨木霉发酵产物能显著促进豇
豆的发芽势和苗期生长 ,表现为增长胚根 、胚芽 、植
株的长度和增加地上部鲜质量 、根系鲜质量和根瘤
数。哈茨木霉发酵产物的促进生长作用主要是增加
根瘤的数量和大小 ,提高氨态氮的利用和叶绿素的
含量 。
表 3 不同处理下豇豆幼苗叶绿素的含量
处 理
叶绿素
a 含量
(mg/g)
增减
率
(%)
叶绿素
b含量
(mg/ g)
增减
率
(%)
叶绿素
总量
(mg/ g)
增减
率
(%)
木霉发酵液 10倍液 0.089 43.55 0.033 26.92 0.122 38.64
木霉发酵液 100倍液 0.098 58.06 0.038 46.15 0.136 54.55
GPF 培养液 0.057 -8.06 0.028 7.69 0.085 -3.41
CK(灭菌水) 0.062 0.026 0.088
据文献报道 ,木霉在培养过程中可产生对植物
有毒性的物质(胶霉毒素和绿胶霉素),哈茨木霉还
可产生对豆类植物有毒性的哈茨吡啶酮(harzianopy-
ridone)。由于人们普遍认为木霉代谢物对植物生长
产生消极的影响 ,从而限制了它作为生防剂的使用。
本试验却表明 ,哈茨木霉发酵产物在适量的浓度下 ,
对豇豆苗期生长具有明显的促进作用 ,其原因可能
是:(1)对木霉代谢物进行高压高温灭菌 ,破坏了代
谢体内对植物有毒物质的存在 ,但尚有耐高压高温
而促生作用很强的物质存在;(2)所用的培养基不同
所致 ,这一点尚需进一步研究。
参考文献:
[ 1] 赵 蕾.液固两相法制备木霉菌高孢粉[ J] .中国生物防治 ,
1999 , 15(3):144.
[ 2] 陈碧云 ,周乐聪 ,陆致平.绿色木霉发酵配方与防治油菜菌核
病的研究[ J] .中国生物防治 , 2001 , 17(2):67-70.
[ 3] 张旭东 ,刘云龙 ,张中义.木霉生防菌对植物生长的影响[ J] .
云南农业大学学报 , 2001, 16(4):299-303.
[ 4] 朱广廉 ,钟海文 ,张爱琴.植物生理学实验[M] .北京:北京大
学出版社 , 1990.51-54.
[ 5] Windham M T , Elad Y , Baker R.A mechanism for increased plant
growth induced by Trichodeima spp[ J] .Phytopatbology , 1986 ,76:518
-521.
(上接第 17页)
3 小结与讨论
3.1 播期 、密度和施氮量对转基因抗虫杂交棉“湘
Z2084”蕾花铃的影响表现为:伏前桃在总铃数中所
占的比例随播期推迟而减少 ,随密度增大而略有增
加 ,施氮量过多或过少均减少伏前桃的比例;秋桃的
比例随播期推迟而增加 ,随密度增大反而降低 ,随施
氮量的增加而增加 。伏桃在总铃数中占的比例最
高 ,各个处理平均达到 62%左右 。
3.2 在湖南特殊的环境条件与栽培技术体系下 ,根
据三桃的总数与比例得出 ,处理 3为最佳的栽培模
式 ,即播期为 4月 9日 ,密度为 19 755株/hm2 ,施氮
量为 337.5 kg/hm2 。
3.3 本研究的最佳栽培模式能否在湖南特殊的环
境条件与栽培技术体系下获得最佳的纤维品质还有
待进一步研究 ,同时本研究还需从分子水平 、生理生
化 、遗传等方面探讨蕾花铃的动态变化 。
参考文献:
[ 1] 何杏娇.移栽地膜棉最佳结铃期和最佳结铃部位的研究[ J] .
中国棉花 , 2001, 28(4):24-26.
[ 2] 杨芳荃 ,张志刚.提高湖南棉花核心竞争力的思考[ J] .湖南农
业科学 , 2003 ,(2):8-9.
[ 3] 陈金湘 ,李曼瑞.棉花高产优质低耗栽培实用模型的研究[ J] .
湖南农学院学报 , 1987,(4):9-15.
[ 4] 朱永华 ,张志刚 ,李智谋.栽培因子对湘农杂 62纤维品质的影
响[ J] .湖南农业科学 , 2003 ,(2):20-22.
[ 5] 张家付.棉花不同开花期和结铃部位对铃重铃期及纤维品质
影响[ J] .西南农学院学报 , 1985 ,(1):28-36.
[ 6] CULP T W , Green C C.Comparative oerformance of obsolete and cur-
rent cultivars and PD germplasm lines of cottonwith extra fiber strength
[ J] .Crop Sic.1992 , (32):35-41.
[ 7] Eaton F M.Physiology of the cotton plant , Annu , Rev[ J] .Plant
Physiol , 1955 ,(6):229-325.
[ 8] Grimes D W , et al.Functions for cotton(Gossypium hirsurum L.)
production and nitrogen fertilization variables , yield components and
quality characleristies[ J] .Agron J , 1969 ,61(5):773-776.
[ 9] 张志刚 ,陈金湘 ,刘爱玉.棉株不同坐果点纤维品质的时空分
布[ J] .湖南农业大学学报 , 2002 ,28(5):383-386.
20 湖南农业科学 第 1期