全 文 :园 艺 学 报 2012,39(2):234–242 http: // www. ahs. ac. cn
Acta Horticulturae Sinica E-mail: yuanyixuebao@126.com
收稿日期:2011–09–27;修回日期:2012–01–09
基金项目:广东省科技计划项目(2009B020305001,2009B020311007);国家科技支撑计划项目(2008BAD96B07)
* 通信作者 Author for correspondence(E-mail:liwenying2006@126.com)
植物根际促生菌对香蕉幼苗生长及抗枯萎病效
应研究
李文英,彭智平,杨少海*,于俊红,黄继川,吴雪娜,杨林香
(广东省农业科学院土壤肥料研究所,农业部南方植物营养与肥料重点实验室,广东省养分资源循环利用与耕地保
育重点实验室,广州 510640)
摘 要:通过盆栽试验,研究从香蕉根际土壤分离筛选的植物根际促生菌(PGPR)芽孢杆菌 PAB-1、
PAB-2 菌株制剂对香蕉幼苗生长、养分吸收利用和香蕉枯萎病防治的效应研究。结果表明:试验处理 56 d
后,施用植物根际促生菌菌剂的处理,株高、假茎围、地上部生物量、根长、根系生物量、总生物量、
单株叶面积和叶绿素含量分别比对照增加 18.5% ~ 28.9%、17.0% ~ 18.2%、16.8% ~ 33.9%、41.5% ~ 47.6%、
65.5% ~ 69.5%、24.8% ~ 39.8%、24.0% ~ 38.3% 和 30.0% ~ 44.9%;施用 PAB-2 菌剂的处理,地上部氮、
磷、钾、钙、镁养分吸收量分别比对照增加 51.1%、46.1%、165.2%、7.4%和 32.8%。接种香蕉枯萎病病
原菌(FOC)的处理中,施用 PGPR 菌剂的香蕉叶片丙二醛含量显著低于只接种 FOC4 的,降低 4.4% ~
10.6%;56 d 后香蕉枯萎病病情指数比只接种 FOC4 的降低 12.5 ~ 31.3,防控效果达到 18.8% ~ 46.9%。施
用 PGPR 菌剂能显著促进香蕉苗期植株生长,提高植株养分吸收,有效防控香蕉枯萎病发生。
关键词:香蕉;植物根际促生菌;香蕉枯萎病;促生抗病作用;营养吸收效应
中图分类号:S 668.1;S 144. 2 文献标识码:A 文章编号:0513-353X(2012)02-0234-09
Effects of Plant Growth-promoting Rhizobacteria on Growth and
Controlling Fusarium-wilt Disease of Banana Seedlings
LI Wen-ying,PENG Zhi-ping,YANG Shao-hai*,YU Jun-hong,HUANG Ji-chuan,WU Xue-na,and
YANG Lin-xiang
(Soil and Fertilizer Research Institute,Guangdong Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Plant Nutrition
and Fertilizer in SouthRegion,Ministry of Agriculture/Guangdong Key Laboratory of Nutrient Cycling and Farmland
Conservation,Guangzhou 510640,China)
Abstract:Plant growth-promoting rhizobacteria(PGPR),which can promote the plant growth and
yield,and inhibit plant pathogens,are microorganisms colonized in the plant rhizosphere. A pot experiment
was carried out to investigate the effects of PGPR on the growth of banana seedlings,absorption and
utilization of nutrient and the suppression of the banana fusarium-wilt disease. The results showed that 56
days after treatments by PGPR,the differences of height,stem diameter,above-ground biomass,root
length,root biomass,total biomass,leaf area per plant and leaf chlorophyll content of banana seedlings
2 期 李文英等:植物根际促生菌对香蕉幼苗生长及抗枯萎病效应研究 235
between treatment and control were remarkable increased by 18.5%–28.9%,17.0%–18.2%,16.8%–
33.9%,41.5%–47.6%,65.5%–69.5%,24.8%–39.8%,24.0%–38.3% and 30.0%–44.9%,respectively.
The absorptions of N,P2O5,K2O,CaO and MgO of seedlings treated by PAB-2 were higher than those of
control,increased by 51.1%,46.1%,165.2%,7.4%,32.8% respectively. Inoculated by FOC,MAD
contents of leaf in the treatments of PGPR were decreased by 4.4%–10.6%. Disease Severity Indices
(DIS)of banana fusarium-wilt in the treatments of PGPR were reduced by 12.5–31.3,which the total
control effects reached 18.8%–46.9%. The results indicated that the application of PGPR could
effectively promote growth,nutrition absorption of banana seedlings,and reduce the occurrence of banana
fusarium wilt.
Key words:banana;plant growth-promoting rhizobacteria;the banana fusarium-wilt disease;
growth-promoting and plant disease-controlling function;nutrition absorption effect
由于农药、化肥、激素等各类农用化学品的广泛使用,加上大部分香蕉园种植模式单一、长期
连作的影响以及对病株的不当处理等,引发了一系列的耕地质量问题,主要表现为土壤结构不良,
生物多样性水平降低,土壤微生态系统失衡,土传病害加剧,尤其是香蕉枯萎病危害特别严重等等。
开展香蕉园土壤微生物研究,调节土壤生态系统中有益微生物的种群和数量,发挥微生物对病害的
自然控制作用,已受到各类学者的重视(Saravanan et al.,2003;张璐 等,2010)。
植物根际促生菌(Plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR)是一类重要的土壤微生物,世
界发达国家对其研究开发和应用已有一定进展,国内对 PGPR 的研究及相关生态菌肥的生产也有一
些报道,但 PGPR 对植物有一定的种属专一性和生境选择性。因此,借鉴国外的成功经验,从中国
特定气候、生境中分离筛选 PGPR 菌株,以生产出适合中国特定气候、生境和作物的生态菌肥,开
发属于自己知识产权的新产品变得尤为重要(李文英 等,2011)。因此,针对香蕉生长发育特性和
南亚热带地理特点,开展香蕉根际促生菌的研究工作,逐步建立安全、有效、稳定的综合调控产业
体系,既符合现代绿色农业健康发展的方向,又对缓解中国华南地区香蕉产业退化问题具有非常重
要的理论和现实意义(胡江春 等,2004;Hafeez et al.,2006)。作者以巴西香牙蕉幼苗为材料,研
究 PGPR 制剂对香蕉幼苗的生长和抗枯萎病效应,探讨根际促生菌作用于香蕉根际的内在机制,为
研制高效 PGPR 菌剂菌肥,更好地指导香蕉健康生产提供理论依据和技术支撑。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试菌株:促生抗病功能菌株(PGPR 菌株)为本实验室从香蕉根际土壤分离筛选的高效促生
抗病细菌 PAB-1 和 PAB-2 菌株,初步鉴定为芽孢杆菌(Bacillus spp.),两个菌株对香蕉尖孢镰刀菌
古巴专化型均有较强的拮抗作用。香蕉枯萎病病原菌:尖孢镰刀菌古巴专化型 4 号生理小种
(Fusarium oxysporum f. sp. cubense race 4,FOC4),由广东省微生物研究所提供,菌种号 GIM3.482。
供试香蕉品种:巴西香牙蕉(低抗香蕉枯萎病品种),由广东省农业科学院果树研究所提供。
供试土壤:香蕉连作土壤,土壤质地为砂壤土,pH 7.42,有机质含量为 0.71%,碱解 N 45.14
mg · kg-1,速效 P2O5 18.97 mg · kg-1,有效 K2O 162.96 mg · kg-1。
供试菌剂:将 PGPR 菌株 PAB-1 和 PAB-2 分别斜面接种于 200 mL 的摇瓶,振荡培养 16 h 后,
再接种于 1 L 发酵瓶,通气培养 24 h,芽孢形成率 > 80%后,终止发酵,配制成含芽孢杆菌约 2 ×
236 园 艺 学 报 39 卷
108 · L-1 的香蕉 PGPR 菌剂。市售菌剂(SS Agent,SSA,具有促生抗病功能)系 Vaishnavi bio tech
Limited 生产,主要成分为芽孢杆菌(Bacillus spp.),有效活菌数 ≥ 2 × 108 · g-1,1 g 菌剂配制成 1 L
施用菌剂(含芽孢杆菌约 2 × 108 · L-1)。
1.2 试验设计
盆栽试验于 2010 年 7 月 12 日至 9 月 6 日在广东省农业科学院土壤肥料研究所网室内进行。试
验设计 8 个处理:(1)对照;(2)PAB-1;(3)PAB-2;(4)市售菌剂(SSA);(5)仅接种 FOC4;
(6)FOC4 + PAB-1;(7)FOC4 + PAB-2;(8)FOC4 + 市售菌剂(FOC4 + SSA)。每营养钵装土
0.5 kg,大盆移栽,每盆装土 10 kg,每个处理 12 盆,共计 96 盆。当香蕉幼苗长出 3 至 4 片真叶,
高约为 10 cm 左右时,选取长势一致的幼苗连同营养钵中土壤一起移栽至大盆中,每盆定植 1 株。
定植 3 d 后进行上述 8 种处理,PGPR 菌剂用量约每株 0.5 L,淋施在幼苗根际周围,施完与周
围土壤混合均匀;FOC4 采用基质拌沙接种法(方中达,1998),即接种 FOC4 处理的盆栽基质表层
覆以 1 cm 厚的 FOC4 菌沙,菌沙是用稻粒培养 FOC4,取 1 份加消毒沙 5 份混合而成,以消毒沙为
对照。试验各处理盆栽按当地香蕉管理习惯进行水分、施肥和其他病虫害管理,保持其他处理的整
体一致性。接种当日记为接种第 1 天,缓苗大约 1 周后每 5 d 观察 1 次幼苗长势及发病情况,并记
载枯萎病发生率和发生情况,调查测定相关指标。香蕉苗移栽后 25 d 植株开始发病,到接种后 56 d
FOC4 处理中有 1 个植株严重发病接近死亡时结束试验。为使采集的香蕉叶片生理指标一致,在接
种后每 15 d 采集最新完全展开叶片,及时测定相关生理指标,尽量避免伤到香蕉植株,共取样 3 次。
1.3 测定项目与方法
1.3.1 香蕉苗生长状况调查与测定
每 15 d 观察并记录 1 次株高、假茎围、单株叶面积,测定最新完全展开叶片叶绿素含量、丙二
醛(MDA)含量。叶面积指数测定采用长宽乘积法,单株叶面积(m2)= ∑长(cm)× 宽(cm)×
0.75 /10 000;叶绿素采用乙醇浸提法,用 UF IC22700 型可见分光光度计测定 OD 值;丙二醛采用
2–硫代巴比妥酸(TBA)比色法测定(中国科学院上海植物生理研究所,2004);接种后 56 d,收
获前最后 1 次测定香蕉幼苗生长指标,并测根长、根系生物量、地上部生物量、总生物量等指标。
1.3.2 养分测定项目
香蕉幼苗地上部养分吸收量:香蕉植株收获时(接种后 56 d)取各处理地上部于 105 ℃下杀青
15 min 后 70 ℃烘干,称质量,测定干物质 N、P、K、Ca、Mg 含量,并根据各处理产量与干物质
含量计算其养分吸收量(单株养分吸收量 = 单株地上部生物量 × 干物质含量 × 养分含量)(中国
土壤学会,2000)。
1.3.3 病情指数和防病效果测定
香蕉枯萎病菌先从根部维管束侵入,然后侵害下部叶片叶鞘维管束,并由下而上不断扩展,根
据这个特征将香蕉枯萎病分为 5 级。0 级:植株无枯黄症状;1 级:植株下部叶片出现轻微的枯黄症
状,1 ~ 2 个叶片萎蔫,嫩叶完好,少部分根系轻微褐变,茎部出现水渍状褐变;2 级:植株下部叶
片出现明显的枯黄症状,全株 1/3 ~ 1/2 叶片萎蔫,但嫩叶完好,根系出现褐变,茎部和假茎部出现
水渍状褐变;3 级:整个植株出现枯黄症状,全株 1/2 ~ 3/4 叶片萎蔫,根系褐变腐烂,茎部和假茎
部褐变连片,少数叶柄出现红褐;4 级:植株出现枯萎死亡症状,全株 3/4 以上叶片萎蔫,根系严
重褐变腐烂(孙广宇和宗兆峰,2002)。
香蕉枯萎病病情调查统计:从香蕉植株出现第 1 株病株开始,每 10 d 调查 1 次发病情况、发病
级数,计算病情指数和防控效果。病情指数(Disease Severity Index,DSI)= ∑(各级发病数 × 该
2 期 李文英等:植物根际促生菌对香蕉幼苗生长及抗枯萎病效应研究 237
级代表数)/(总数 × 最高级代表值)× 100,防控效果(Control effect,%)=(对照病情指数–处
理病情指数)/对照病情指数 × 100。
1.3.4 数据处理
数据处理采用统计软件 SPSS13.0 对测定结果进行方差分析,对各指标的均值采用 Duncan’s 法
进行多重比较,病原菌、PGPR 的作用进行二维方差分析(Two way ANOVA)。
2 结果与分析
2.1 PGPR 菌剂对香蕉幼苗生长的影响效应
2.1.1 对株高、假茎围和叶面积的影响
施用 PGPR 菌剂能够促进香蕉植株的生长,显著增加香蕉幼苗株高、假茎围和单株叶面积。香
蕉在生长过程中,各项生长因子逐渐增加,同一生育阶段,不接种 FOC4 各处理中 PGPR 菌剂生长
指标显著高于对照,处理 56 d 后株高、假茎围、单株叶面积分别增加 18.5% ~ 28.9%、17.0% ~ 18.2%、
24.0% ~ 38.3%,PAB-1、PAB-2 处理显著高于 SSA 处理,株高增加 11.4%、21.2%,假茎围增加 17.0%、
18.2%,单株叶面积指数增加 16.9%、30.4%;接种 FOC4 + 各菌剂各处理的生长指标显著高于只接
种 FOC4 处理,FOC4 + PAB-1、FOC4 + PAB-2 处理显著高于 FOC4 + SSA 处理,株高增加 12.1%、
23.7%,假茎围增加 14.4%、26.8%,叶面积指数增加 32.3%、45.0%;生长相关各因子基本表现为
PAB > FOC4 + PAB > SSA > 对照 > FOC4,差异均达到显著水平(表 1 ~ 表 3)。
表 1 植物根际促生菌对香蕉幼苗株高的影响
Table 1 Effects of PGPR on plant height of banana seedlings /cm
处理 Treatment 15 d 30 d 45 d 56 d
对照 Control 16.00 ± 0.50 b 36.40 ± 0.61 b 45.33 ± 1.15 b 50.00 ± 0.61 c
PAB-1 18.07 ± 0.12 e 45.63 ± 0.60 e 53.83 ± 2.08 d 59.23 ± 0.60 f
PAB-2 19.00 ± 0.50 f 50.83 ± 2.08 g 59.17 ± 1.53 e 64.43 ± 2.08 g
SSA 17.17 ± 0.29 cd 39.57 ± 1.34 c 51.50 ± 1.00 cd 53.17 ± 1.4 d
FOC4 14.90 ± 0.36 a 31.73 ± 1.48 a 42.33 ± 1.89 a 38.83 ± 1.48 a
FOC4 + PAB-1 17.17 ± 0.29 cd 43.20 ± 0.60 d 51.33 ± 0.29c 50.30 ± 0.60 c
FOC4 + PAB-2 17.63 ± 1.21cd 48.40 ± 1.37 f 58.37 ± 1.44e 55.50 ± 1.37 e
FOC4 + SSA 16.70 ± 0.26 bc 37.77 ± 1.12 bc 43.10 ± 0.53ab 44.87 ± 1.12 b
注:香蕉幼苗株高初始平均值为 13.00 cm。不同小写字母表示处理间差异达到显著水平(P < 0.05)。下同。
Note:The original plant height of banana seedlings is 13.00 cm. Different small letters in the same column mean significant difference among
treatments at 0.05 level. The same below.
表 2 植物根际促生菌对香蕉幼苗假茎围的影响
Table 2 Effects of PGPR on stem diameter of banana seedlings /mm
处理 Treatment 15 d 30 d 45 d 56 d
对照 Control 14.70 ± 0.29 b 15.82 ± 0.29 b 17.26 ± 0.29 b 19.49 ± 0.29 bc
PAB-1 18.02 ± 0.25 d 19.14 ± 0.25 d 20.58 ± 0.25 d 22.81 ± 0.25 d
PAB-2 18.25 ± 0.34 d 19.37 ± 0.34d 20.81 ± 0.34 d 23.04 ± 0.34 d
SSA 14.71 ± 0.53 b 15.83 ± 0.53 b 17.27 ± 0.53 b 19.50 ± 0.53 bc
FOC4 13.37 ± 0.85 a 14.49 ± 0.85 a 15.35 ± 0.86 a 16.98 ± 1.89 a
FOC4 + PAB-1 15.85 ± 0.49 c 16.97 ± 0.49 c 17.83 ± 0.49 bc 18.86 ± 0.70 b
FOC4 + PAB-2 16.68 ± 0.29 c 17.80 ± 0.29c 18.66 ± 0.29 c 20.89 ± 0.29 c
FOC4 + SSA 13.37 ± 0.57 a 14.49 ± 0.57a 15.35 ± 0.57 a 16.48 ± 0.57 a
注:香蕉幼苗假茎围初始平均值为 12.14 mm。
Note:The original stem diameter of banana seedlings is 12.14 mm.
238 园 艺 学 报 39 卷
表 3 植物根际促生菌对香蕉幼苗单株叶面积的影响
Table 3 Effects of PGPR on leaf area per plant of banana seedlings /m2
处理 Treatment 15 d 30 d 45 d 56 d
对照 Control 0.150 ± 0.004 c 0.190 ± 0.002 b 0.225 ± 0.002 b 0.247 ± 0.006 c
PAB-1 0.191 ± 0.004 e 0.252 ± 0.008 e 0.287 ± 0.008 d 0.306 ± 0.006 f
PAB-2 0.200 ± 0.007 f 0.287 ± 0.008 g 0.322 ± 0.008 e 0.342 ± 0.007 g
SSA 0.159 ± 0.006 d 0.212 ± 0.001 c 0.247 ± 0.001 c 0.262 ± 0.006 d
FOC4 0.098 ± 0.004 a 0.174 ± 0.006 a 0.185 ± 0.006 a 0.191 ± 0.003 a
FOC4 + PAB-1 0.146 ± 0.002 c 0.239 ± 0.006 d 0.250 ± 0.006 c 0.267 ± 0.004 d
FOC4 + PAB-2 0.164 ± 0.005 de 0.268 ± 0.005 f 0.279 ± 0.005 d 0.293 ± 0.004 e
FOC4 + SSA 0.115 ± 0.007 b 0.180 ± 0.006 a 0.191 ± 0.006 a 0.202 ± 0.003 b
注:香蕉幼苗单株叶面积初始平均值为 0.079 m2。
Note:The original leaf area per plant of banana seedlings is 0.079 m2.
2.1.2 对香蕉幼苗生物量的影响
施用 PGPR 菌剂能够促进香蕉苗期植株生物量增加和根系建成。处理 56 d 试验结束时,不接种
FOC4 各处理中 PGPR 菌剂生长指标显著高于对照,幼苗地上部生物量、根长、根系生物量及总生
物量分别增加 16.8% ~ 33.9%、41.5% ~ 47.6%、65.5% ~ 69.5%和 24.8% ~ 39.8%,与 SSA 处理相比,
PAB-1、PAB-2 处理香蕉地上部生物量增加 18.1%、35.5%,根长增加 49.0%、55.3%,根系生物量增
加 29.8%、32.9%及总生物量增加 20.4%、34.8%;接种 FOC4 各处理中加 PGPR 菌剂生物量构成因
子指标显著高于 FOC4,香蕉幼苗地上部生物量、根长、根系生物量及总生物量分别增加 20.5% ~
42.7%、45.7% ~ 72.4%、58.5% ~ 65.3%和 26.2% ~ 46.1%,与 FOC4 + SSA 处理相比,PAB1 + FOC4
和 PAB4 + FOC4 处理香蕉地上部生物量增加 25.3%、48.3%,根长增加 37.3%、62.4%,根系生物量
增加 14.7%、19.7%及总生物量增加 23.2%、42.5%。所有处理中,PAB-2 的两个处理香蕉植株无论
是地上部生物量还是总生物量均达到最大值。生物量构成因子表现为 PAB ≥ FOC4 + PAB > SSA >
对照 > FOC4,差异为显著水平(表 4),与生长相关因子相同。
表 4 植物根际促生菌对香蕉幼苗生物量的影响
Table 4 Effects of PGPR on biomass of banana seedlings
处理
Treatment
单株地上部生物量/g
Biomass
根长/cm
Root length
单株根系生物量/g
Biomass of root
单株总生物量/g
Total biomass
对照 Control 72.24 ± 0.69 b 24.87 ± 2.35 b 14.19 ± 2.33 a 86.43 ± 1.92 bc
PAB-1 84.38 ± 0.86 c 35.20 ± 1.78 d 23.49 ± 1.86 d 107.86 ± 1.93 e
PAB-2 96.76 ± 1.04 d 36.70 ± 0.95 d 24.05 ± 1.25 d 120.82 ± 1.54 f
SSA 71.42 ± 0.66 b 23.63 ± 0.76 ab 18.18 ± 0.53 bc 89.60 ± 0.91 c
FOC4 68.79 ± 1.77 ab 20.23 ± 4.26 a 12.19 ± 0.35 a 80.98 ± 1.44 a
FOC4 + PAB-1 82.92 ± 2.96 c 29.47 ± 0.76 c 19.32 ± 0.49 c 102.23 ± 2.47 d
FOC4 + PAB-2 98.14 ± 4.27 d 34.87 ± 0.31 d 20.15 ± 0.29 c 118.29 ± 4.10 f
FOC4 + SSA 66.16 ± 2.08 a 21.47 ± 1.39 ab 16.84 ± 0.57 b 83.00 ± 1.57 ab
2.2 PGPR 菌剂对苗期香蕉叶片叶绿素和丙二醛含量的影响
2.2.1 对叶绿素含量的影响
幼苗在生长过程中叶绿素含量逐渐升高,接种后 45 d 达到最大值,同一生育期,不接种 FOC4
各处理中 PGPR 菌剂处理叶绿素含量明显高于对照,增值达 30.0% ~ 44.9%,PAB-1、PAB-2 处理明
显高于 SSA 处理,增值达 18.4%、32.0%;接种 FOC4 各处理中加 PAB-1 菌剂的叶绿素含量显著高
2 期 李文英等:植物根际促生菌对香蕉幼苗生长及抗枯萎病效应研究 239
于 FOC4 处理,增值达 34.7%,FOC4 + PAB-1、FOC4 + PAB-2 处理高于 FOC4 + SSA 处理,增值达
43.1%,10.7%(图 1);同一菌剂处理,叶绿素含量表现为 PAB > FOC4 + PAB > SSA > 对照 > FOC4,
变化趋势基本与生长因子一致。结合表 1 ~ 表 3 可以看出,幼苗生长过程中,叶绿素含量与单株叶
面积均有不同程度的逐渐增加,PAB 各处理增值达到显著水平,由于幼苗叶绿素含量与可光合作用
的叶面积直接相关,是生物产量构成的重要决定因子,因此施用 PGPR 菌剂可增强光合面积,提高
光能利用率和叶片叶绿素含量,增加生物产量。
图 1 植物根际促生菌对不同阶段香蕉幼苗叶片叶绿素含量的影响
Fig. 1 Effects of PGPR on leaf chlorophyll content in different stages of banana seedlings
2.2.2 对丙二醛含量的影响
幼苗生长过程中,不接种 FOC4 各处理 MDA 含量没有规律性差异,接种 FOC4 各处理 MDA 含
量都有不同程度的升高,且达到显著差异,接种后 45 d 达到最大值,接种 FOC4 各处理中加 PGPR
菌剂处理的MDA含量明显低于 FOC4,降低 4.4% ~ 10.6%,与FOC4 + SSA处理相比,FOC4 + PAB-1、
FOC4 + PAB-2 处理 MDA 含量分别降低 15.7%、21.2%,差异达到显著水平。MDA 含量表现为 FOC4 +
SSA > FOC4 > FOC4 + PAB > 对照 > SSA > PAB,差异达到显著水平(图 2)。香蕉幼苗正常健康生
长过程中 MDA 含量变化不大,一旦受到外来逆境刺激和影响,如 FOC4 侵染,细胞膜脂质化程度
提高,丙二醛含量就会迅速增加,施用 PGPR 菌剂的处理植株丙二醛含量增加幅度较小。因此,施
用 PGPR 菌剂可增强植株抗逆特性,减轻植株受损程度,间接增加相应生物产量。
图 2 植物根际促生菌对不同阶段香蕉幼苗叶片丙二醛含量的影响
Fig. 2 Effects of PGPR on MDA content in different stages of banana seedlings
240 园 艺 学 报 39 卷
2.3 PGPR菌剂对香蕉幼苗地上部养分吸收的影响
如表 5 所示,施用 PGPR 菌剂,植株地上部营养元素含量均有不同程度的增加,未施 FOC4 各
处理养分吸收量显著高于相应 FOC4 各处理,结果与表 1 ~ 表 4 中植株生长效应一致,这可能与人
工接种 FOC4,侵染后直接影响植株生长、形态建成及生物量增加,营养吸收利用受阻直接相关,N
和 K 吸收量分别增加 4.4% ~ 51.1%和 28.1% ~ 165.2%,Ca 没有规律性效应。所有处理中,PAB-2
处理香蕉植株各养分单株吸收量表现为最优,与对照相比,N、P、K、Ca、Mg 单株吸收量分别增
加 51.1%、46.1%、165.2%、7.4%、32.8%。
表 5 植物根际促生菌对香蕉幼苗地上部养分吸收的影响
Table 5 Effects of PGPR on above-ground nutrition absorption of banana seedlings /mg
处理
Treatment
N P2O5 K2O CaO MgO
对照 Control 203.49 ± 1.93 b 32.86 ± 0.69 bc 195.09 ± 1.85 a 312.28 ± 2.97 g 15.87 ± 0.57 c
PAB-1 236.82 ± 2.42 d 44.91 ± 0.46 e 441.13 ± 15.74 e 294.56 ± 3.02 f 42.91 ± 0.44 h
PAB-2 307.47 ± 3.30 f 48.00 ± 0.51 f 517.34 ± 22.49 f 335.29 ± 3.59 h 21.08 ± 0.23 e
SSA 217.42 ± 2.02 c 31.71 ± 0.30 b 351.55 ± 3.27 c 194.14 ± 1.80 e 22.87 ± 0.22 f
FOC4 212.35 ± 5.47 bc 33.91 ± 0.87cd 249.94 ± 2.56 b 139.60 ± 3.59 b 14.50 ± 0.38 b
FOC4 + PAB-1 219.78 ± 7.84 c 35.15 ± 1.26 d 438.33 ± 11.29 e 168.16 ± 6.00 c 42.00 ± 0.40 g
FOC4 + PAB-2 269.69 ± 11.73 e 48.60 ± 2.11 f 388.81 ± 4.17 d 178.71 ± 7.77 d 18.07 ± 0.79 d
FOC4 + SSA 173.31 ± 5.45 a 28.04 ± 0.88 a 261.45 ± 8.22 b 103.40 ± 3.25 a 11.86 ± 0.38 a
2.4 PGPR 菌剂对香蕉枯萎病的防控效应
从表 6 可以看出,不接种 FOC4 各处理香蕉幼苗几乎不发病,发病指数接近 0。接种 FOC4 各
处理中,香蕉幼苗定植接种 25 d 后,FOC4 处理出现第 1 株发病幼苗,随着时间推移香蕉植株发病
日趋严重,到香蕉苗移栽 56 d 时,FOC4 处理 80%植株严重发病,严重度在 3 级以上,病情指数达
66.7。FOC4 + SSA 处理的香蕉植株发病症状仅次于 FOC4,病情指数达到 62.5。FOC4 + PAB-1 处理
和 FOC4 + PAB-2 处理在香蕉苗接种 35、40d 时,枯萎病发病症状才表现出来,收获(56 d)时其
病情指数(54.2 和 35.4)显著低于 FOC4 + SSA 和 FOC4 处理,比 FOC4 处理分别降低 12.5 和 31.3,
相对防效达到 18.8%和 46.9%。
表 6 植物根际促生菌对香蕉枯萎病的防控效应
Table 6 Control effects of PGPR on the banana fusarium-wilt disease
病情指数 Disease severity indices 处理
Treatment 25 d 35 d 45 d 56 d
防控效果/%
Control effects
对照 Control 0 a 0 a 0.1 ± 0.0 a 0.2 ± 0.0 a /
PAB-1 0 a 0 a 0 a 0 a 100
PAB-2 0 a 0 a 0 a 0 a 100
SSA 0 a 0 a 0 a 0.1 ± 0.0 a 50.0
FOC4 36.3 ± 4.2 d 47.9 ± 3.9d 54.2 ± 5.3 d 66.7 ± 5.3 e /
FOC4 + PAB-1 20.2 ± 1.6 c 33.3 ± 2.6c 41.7 ± 4.3 c 54.2 ± 3.6 c 18.8
FOC4 + PAB-2 2.6 ± 0.2 b 12.5 ± 1.8 b 29.2 ± 3.1 b 35.4 ± 3.3 b 46.9
FOC4 + SSA 24.6 ± 2.3 c 37.5 ± 3.2 c 56.3 ± 4.6 d 62.5 ± 4.8 d 6.3
2 期 李文英等:植物根际促生菌对香蕉幼苗生长及抗枯萎病效应研究 241
3 讨论
3.1 PGPR 菌剂的促生效应分析
PGPR 是指附生于植物根际的可促进植物生长及对矿质营养吸收和利用,产生促进植物生长代
谢物,抑制有害微生物的有益菌类,其中芽孢杆菌(Bacillus spp.)是目前已报道的根际促生菌的重
要类群(Klopper et al.,1980;Klopper,1991;Hafeez et al.,2006)。
本试验中,菌株 PAB-1 和 PAB-2 对香蕉幼苗具有明显促进生长、营养吸收效应,主要作用效应
表现为株高、假茎围、单株叶面积、叶绿素含量等生长因子,根长、根系生物量等根系建成因子及
地上部生物量和植株总生物量的增加,香蕉植株地上部 N、P、K、Ca、Mg 等主要营养元素吸收量
的提高,这与前人报道相符(Jaizme-Vega et al.,2004;Rodriguez-Romero et al.,2005;Mia et al.,
2010)。关于植物根际促生菌发挥作用的机制主要是提高土壤中可吸收元素的含量,将无效养分转变
为有效形态供植物吸收,如 N、P 素有利于光合作用与形态器官建成,K、Ca 的增加有利于提高植
株的抗逆能力,Mg 的增加有利于叶绿素合成,增强光合作用;促成作物增产的另一因素是微生物
发酵过程中所生成的植物激素,通过激素作用,作物根系活力增强,光合作用效率提高,使作物获
得充分的营养成分,最终提高产量(康贻军 等,2010)。本试验中仅仅对菌株 PAB-1 和 PAB-2 的营
养促生效应进行了初步的探讨,至于其对香蕉的内在促生机制还有待进一步深入研究证实。
3.2 PGPR 菌剂的生防效应及其可能机制
本试验中,菌株 PAB-1 和 PAB-2 处理接种 FOC4 幼苗,与只接种 FOC4 对照相比,MDA 含量
和病情指数均显著降低,这可能与香蕉假茎层次复杂,受侵染持续时间长有关。MDA 含量作为膜
脂质过氧化作用的产物之一,在受到 FOC4 侵染时,香蕉植株体内 MDA 含量变化表明寄主在染病
早期细胞膜受伤害程度,其含量是膜脂质过氧化程度的重要标志,作为一个抗逆性指标具有重要的
参考价值(梁建根,2005;康贻军 等,2010)。因此,PAB-1 和 PAB-2 菌株的主要作用表现在缓减
FOC4 侵染幼苗细胞膜受损程度,植株抗病力有所增强。其他抗病作用内在机制还有待进一步探讨。
References
Fang Zhong-da. 1998. Research methods of plant diseases. Beijing:Agriculture Press. (in Chinese)
方中达. 1998. 植病研究方法. 北京:农业出版社.
Hafeez F Y,Yasmin S,Ariani D. 2006. Plant growth promoting bacteria as biofertilizer. Agronomy Sustainable Development,26:143–150.
Hu Jiang-chun,Xue De-lin,Ma Cheng-xin,Wang Shu-jin. 2004. Research advances in plant growth-promoting rhizobacteria and its application
prospects. Chinese Journal of Applied Ecology,15 (10):1963–1966. (in Chinese)
胡江春,薛德林,马成新,王书锦. 2004. 植物根际促生菌(PGPR)的研究与应用前景. 应用生态学报,15 (10):1963–1966.
Jaizme-Vega M C,Rodríguez-Romero A S,Guerra M S P. 2004. Potential use of rhizobacteria from the Bacillus genus to stimulate the plant growth
of micropropagated bananas. Fruits,59:83–90.
Kang Yi-jun,Cheng Jie,Mei Li-juan,Hu Jian,Piao Zhe,Yin Shi-xue. 2010. Action mechanisms of plant growth promoting rhizobacteria(PGPR):
A review. Chinese Journal of Applied Ecology,21 (1):232–238. (in Chinese)
康贻军,程 洁,梅丽娟,胡 健,朴 哲,殷士学. 2010. 植物根际促生菌作用机制研究进展. 应用生态学报,21 (1):232–238.
Klopper J W,Scroth M N,Miller T D. 1980. Effects of rhizosphere colonization by plant growth promoting rhizobacteria on potato plant
development and yield. Phytopathol,70:1078–1082.
Kloepper J W. 1991. Plant growth-promoting rhizobacteria as biological control agents of soil-borne disease // Bay-Perersen J. The biological control
of plant disease. Taipei:Food and Fertilizer Technology Center:142–152.
Li Wen-ying,Peng Zhi-ping,Yu Jun-hong,Huang Ji-chuan,Song Hui-min. 2011. Progresses and prospects on plant growth-promoting rhizobacteria
of banana rhizosphere. Chinese Journal of Tropical Crops,32 (1):182–187. (in Chinese)
242 园 艺 学 报 39 卷
通 知
李文英,彭智平,于俊红,黄继川,宋慧敏. 2011. 香蕉根际促生菌的研究展望. 热带作物学报,32 (1):182–187.
Liang Jian-gen. 2005. Studies on the ecology of pathogens and its antagonistic bacteria in the rhizosphere of cucumber and mechanisms of induced
resistance by plant growth-promoting rhizobacteria [Ph. D. Dissertation]. Hangzhou:Zhejiang University. (in Chinese)
梁建根. 2005. 黄瓜根围病原菌与拮抗菌的生态学及 PGPR 诱导抗性机制的研究[博士论文]. 杭州:浙江大学.
Mia M A B,Shamsuddin Z H,Zakaria W. 2010. Effect of plant growth promoting rhizobacterial(PGPR)inoculation on growth and nitrogen
incorporation of tissue-cultured Musa plantlets under nitrogen-free hydroponics condition. Aust. J. Cro. Sci.,4 (2):85–90.
Rodriguez-Romero A S,Guerra M S,Jaizme-Vega M D. 2005. Effect of arbuscular mycorrhizal fungi and rhizobacteria on banana growth and
nutrition. Agron Sustain Dev,25:395–399.
Saravanan T,Muthusamy M,Marimuthu T. 2003. Development of integrated approach to manage the fusarium wilt of banana. Crop Protection,22:
1117–1123.
Soil Science Society of China. 2000. Chemical analysis of soil agricultural. Beijing:China Agricultural Science and Technology Press. (in Chinese)
中国土壤学会. 2000. 土壤农业化学分析方法. 北京:中国农业科学技术出版社.
Sun Guang-yu,Zong Zhao-feng. 2002. Laboratory manual of plant pathology. Beijing:Agriculture Press. (in Chinese)
孙广宇,宗兆峰. 2002. 植物病理实验技术. 北京:中国农业出版社.
The Shanghai Society for Plant Physiology,CAS. 2004. Guideline of modern experiments in plant physiology. Beijing:Science Press. (in Chinese)
中国科学院上海植物生理研究所. 2004. 现代植物生理学实验指南. 北京:科学出版社.
Zhang Lu,Ding Yan-qin,Du Bing-hai,Wei Min,Wang Xiu-feng. 2010. Identification and biocontrol effects of antagonistic bacterium DS-1 Strain
against Fusarium oxysporum f. sp. cucumerinum. Acta Horticulturae Sinica,37 (4):575–580. (in Chinese)
张 璐,丁延芹,杜秉海,魏 珉,王秀峰. 2010. 黄瓜枯萎病病原拮抗细菌 DS-1 菌株鉴定及其生防效果研究. 园艺学报,37 (4):
575–580.
2012 年园艺植物染色体倍性操作与遗传改良学术研讨会
预备通知
自 2008 年 11 月在中国农业科学院郑州果树研究所成功召开园艺植物染色体倍性操作与遗传改良研讨会以来,
我国科研人员在该领域的研究取得了可喜的成绩。为进一步总结近几年来在该领域的研究进展,促进园艺植物倍性
育种研究,同时为该领域的专家、学者和同仁们提供良好的交流平台。中国园艺学会定于 2012 年 4 月中旬在重庆召
开园艺植物染色体倍性操作与遗传改良学术研讨会。欢迎从事该研究领域及相关研究工作的人员参加。
大会主题为染色体倍性操作与遗传改良基础、应用研究,分子生物学研究技术在染色体倍性与遗传改良上的应
用等。会议将邀请国内生物学研究领域的院士和知名专家作特邀报告。
会议拟定于 2012 年 4 月中旬召开,会期 3 天,参会代表 200 人左右。
本次研讨会就会议主题广泛征集会议论文(全文或摘要),会议将编印论文集(非正式出版物),论文格式请
按照《园艺学报》的要求撰写,文责自负。论文通过电子邮件形式提交,邮件主题请用“第一作者姓名 + 单位名称”
格式,会务组 E-mail:fruitlab@126.com。
会议论文征集截止时间:2012 年 3 月 16 日,请将参会回执于 2012 年 3 月 30 日发会务组 E-mail:fruitlab@126.com
联系人:何桥(13594231482),汪卫星(13883716907)。
其它相关事项将在会议正式通知及中国园艺学会网站中更新。如您有任何问题,请随时与会务组联系:
fruitlab@126.com。
中国园艺学会 西南大学园艺园林学院
2011 年 12 月 1 日