球孢白僵菌定殖对牛蒡苗生长特性的影响

蒙怡 查锦宏 朱蕴兰 邵颖 陈安徽 岳明宇 朱文静 张爱文

摘要 [目的]研究球孢白僵菌定殖對牛蒡苗生长特性的影响。[方法]采用浸种法将球孢白僵菌定殖牛蒡苗，通过测定牛蒡苗的幼苗生长势、叶面积、生物量等分析了球孢白僵菌定殖对牛蒡苗生长指标的影响，同时通过测定牛蒡苗中PPO、 PAL、 SOD、 CAT、POD的活性考察球孢白僵菌定殖对牛蒡苗抗性的影响。[结果]球孢白僵菌定殖能够显著促进牛蒡幼苗的生长能力并提高根、茎、叶组织中常见防御酶的活性。浸种48和72 h组牛蒡的生长势、叶面积、苗鲜重和生物量均高于对照组，浸种72 h组又优于浸种48 h组，在出苗第28 天时，牛蒡苗株高、叶面积、苗鲜重和生物量分别比浸种48 h组提高了2.19%、6.40%、12.08%和9.02%;球孢白僵菌定殖同样提高了牛蒡苗中相关的抗性防御酶活性，浸种48和72 h组牛蒡苗中各种酶活性均显著高于对照组，浸种72 h组牛蒡苗根中酶活性均显著高于浸种48 h组，但茎中PPO、POD、PAL、SOD活性显著高于浸种48 h组，但CAT活性显著低于浸种48 h，叶中PAL、SOD、CAT活性显著高于浸种48 h组，但PPO、POD活性差异不显著。[结论]球孢白僵菌定殖牛蒡苗可促进牛蒡的生长并增强牛蒡的抗性。

关键词 球孢白僵菌;牛蒡;苗期;定殖;生长特性

中图分类号 S476文献标识码 A文章编号 0517-6611（2021）10-0134-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.10.036

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effect of Colonization of Beauveria bassiana on Growth Characteristic of Burduck Seedling

MENG Yi1， ZHA Jin-hong1， ZHUWen-lan1，2et al

（1.College of Food （Biological） Engineering， Xuzhou University of Technology，Xuzhou，Jiangsu221111;2. Jiangsu Key Laboratory of Food Resources Development and Quality Safety， Xuzhou University of Technology， Xuzhou，Jiangsu221111）

Abstract [Objective] To study the effect of colonization of Beauveria bassiana on the growth characteristic in the burdock seedling. [Method] Beauveria bassiana was colonized in burdock seedling by soaking method. The growth potential， leaf area， biomass and the activity of PPO， PAL， SOD， CAT POD in the burdock seedling were detected to study the effect of colonization on the growth characteristic.[Result] Bassiana bassiana colonization could significantly promote the growth ability of burdock seedlings and enhance the activity of common defense enzymes in root， stem and leaf tissues. The growth potential， leaf area， seedling fresh weight and biomass of burdock in the soaking group for 48 and 72 h were higher than those in the control groups， and the soaking group for 72 h was superior to the soaking group for 48 h. The colonization of Bassiana bassiana also raised the defense enzyme activity of burdock seedlings. Enzyme activity of soaking 48 and 72 h groups were significantly higher than that of control groups， enzymes activity of burdock root in soaking 72 h group were significantly higher than that of soaking 48 h group， but PPO， POD， PAL， SOD activity of stem were significantly higher than that of soaking 48 h group， but CAT activity was significantly lower than that of soaking 48 h， and PAL， SOD， CAT activity of the leaves were significantly higher than that of 48 h group， but the PPO， POD activity were not significantly different. [Conclusion]The results indicated that colonization of Bassiana bassiana in burdock seedlings could promote the growth of burdock and enhance the resistance of burdock.

Key words Beauveria bassiana;Burdock;Seedling stage;Colonization;Growth characteristic

球孢白僵菌（Beauveria bassiana）是目前研究和应用最多的昆虫病原菌之一[1]，因其寄主昆虫分布广，因此被广泛应用于害虫防治[2-4]，在植物害虫生防应用中发挥着重要作用[5-6]，其可穿透病原昆虫体壁，并在昆虫体内不断繁殖增长，破坏虫体组织使其早期死亡。据报道，球孢白僵菌杀虫谱广，可侵染 15 个目149 个科的 700 多种昆虫，具有保护环境、对害虫致病力强和安全、高效、持效期长等优势[7]，因此，自20世纪50年代开始，球孢白僵菌已被应用于防治玉米螟、大豆食心虫、甘薯叶甲以及马尾松毛虫等方面，并取得显著效果[8]。

长期以来，对于球孢白僵菌的生物防治研究主要集中在害虫生防方面[9]，有关球孢白僵菌对植物病害的生防研究较少。近年来，利用球孢白僵菌防治植物病害也得到广泛的重

视[10-11]。研究表明球孢白僵菌本身及其次生代谢产物可以抑制植物病原菌的生长发育[12-13]，且能够提高寄主植物抗虫、抗病能力[14]。因此，将球孢白僵菌作为生防菌，既能有效地防治植物病害，又能增强植物对病原菌的抗性[15-17]。笔者采用浸种法将球孢白僵菌定殖于牛蒡苗，通过研究牛蒡苗的幼苗生长势、叶面积、生物量分析了球孢白僵菌定殖对牛蒡苗生长指标的影响，同时通过测定牛蒡苗中PPO、 PAL、 SOD、 CAT、POD酶的活性考察了球孢白僵菌定殖对牛蒡苗抗性的影响，为球孢白僵菌提高植物抗病能力提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 试验样品。

牛蒡种子购于河南丰登种业有限公司。

球孢白僵菌菌株保存于徐州工程学院食品（生物）工程学院发酵工程实验室。

1.1.2 仪器设备与试剂。

仪器设备：梅特勒AE200型电子天平，上海分析仪器厂;SENCO R-502B型旋转蒸发器，上海申胜生物技术公司;数显式电热恒温水浴锅HH-4，国华电器有限公司;超纯水系统PALL Cascada LS 颇尔公司;可调高速匀浆机FSH-2A，金坛市华城润华实验仪器厂;生物显微镜BM2000，江南永新光学有限公司;真空冷冻干燥机，LGJ-10，上海比朗仪器有限公司;超低温冰箱，MDF594，日本SANYO电子有限公司;涡旋混匀器HYQ-3111，美国精骐有限公司;多功能酶标仪SynergyH1，五义科技有限公司。

试剂：葡萄糖，上海源叶生物科技有限公司;无水乙醇，徐州师范大学科技开发总公司化工厂;过氧化氢，天津市福晨化学试剂厂;氢氧化钠，天津市福晨化学试剂厂;吐温80，国药集团化学试剂有限公司;苯丙氨酸解氨酶活性检测试剂盒、多酚氧化酶活性检测试剂盒、超氧化物歧化酶活性检测试剂盒、过氧化氢酶活性检测试剂盒、过氧化物酶活性检测试剂盒，索莱宝生化试剂盒事业部。

1.1.3 培养基。

SDAY培养基：蛋白胨1%、酵母浸膏1%、瓊脂2%、葡萄糖4%。

1.2 试验方法

1.2.1 球孢白僵菌的定殖及种植。

将球孢白僵菌接种于SDAY培养基并于25 ℃条件下恒温培养，待产孢后刮取球孢白僵菌孢子使用0.05% 的吐温80水溶液配制成浓度为1×108 CFU/mL的球孢白僵菌孢悬液，备用。选取颗粒大小均一的牛蒡种子，先用无菌水冲洗后再用70% 的乙醇溶液进行表面消毒2～3 min，之后使用无菌水冲洗几遍，再用2% 的氢氧化钠溶液进行表面消毒，最后用无菌水冲洗。晾干后，每100粒牛蒡种子浸泡在20 mL 1×108 CFU/mL的孢子悬浮液中，25 ℃、120 r/min条件下浸种48和72 h并晾干后播种于盛放有无菌土的花盆中。浸种48和72 h处理的分别设置为浸种48 h组和浸种72 h组，另设2组空白对照。待牛蒡出苗后，在出苗的第7、11、15、19、28天取样，并测定牛蒡苗的生长指标及防御酶活性。

1.2.2 牛蒡苗生长指标检测。

分别于牛蒡出苗后的不同时间采样，取样时每组随机抽取样本。对抽取的样本，用游标卡尺测定其株高、叶长和叶宽。用测量出来的叶长和叶宽计算小麦苗的叶面积，再随机每组抽取几株牛蒡苗样本，用蒸馏水将根部洗净，再用吸水纸将多余水分吸去，用电子天平测量每一株牛蒡苗的鲜重。再将称量后的牛蒡苗放在70 ℃的烘箱烘干后，再称量并记录其干重。

叶面积（cm2）=K×L×W

式中，K为校正系数，K=0.77[18];

L为叶片长度;

W为叶片最宽处的宽度。

1.2.3 牛蒡苗中防御酶活性检测。

于牛蒡出苗的第28天取样，采用试剂盒法测定牛蒡苗中苯丙氨酸解氨酶（PAL）、多酚氧化酶活力（PPO）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）及过氧化物酶（POD）的活性。

2 结果与分析

2.1 球孢白僵菌定殖对牛蒡生长势的影响

牛蒡出苗后观察各组牛蒡苗的生长状况，测量苗的株高、叶长和叶宽（即叶面积），以及牛蒡苗的鲜重和干重，结果见图1～4。

由图1可知，牛蒡在发芽后移栽到土中长势良好。球孢白僵菌定殖对牛蒡苗生长产生了显著影响，但浸种时间对牛蒡苗幼苗株高影响不显著，浸种72 h组幼苗株高优于浸种48 h组，出苗19 d时株高增加最为明显。说明球孢白僵菌的定殖对牛蒡苗生长有一定的促进作用。

由图2可知，在牛蒡出苗初期，各处理组牛蒡苗叶面积差异不显著。浸种72 h组牛蒡叶面积始终高于其他组，但在出苗第14天时，差异达显著水平。说明球孢白僵菌对牛蒡幼苗的生长促进是多方面的。

由圖3可知，随着牛蒡出苗时间的增加，牛蒡苗期鲜重不断增加。球孢白僵菌浸种组牛蒡苗鲜重高于空白对照组，其中浸种72 h组在出苗第28天时达0.334 g/株，比浸泡48 h处理组增长了12.08%。

从图4可以看出，使用球孢白僵菌孢悬液浸种处理牛蒡种子可以提高牛蒡苗的生物量，高于对照组，且各组生物量均随时间的推移而增加。在第28天时，浸种组牛蒡苗生物量显著高于对照组，说明球孢白僵菌定殖可以促进牛蒡苗生物量的积累，有利于植物储存养分。

2.2 球孢白僵菌定殖对牛蒡苗中防御酶活性的影响

在牛蒡出苗的第28天采样，并使用试剂盒法测定牛蒡苗根、茎、叶组织中几种防御酶的活性。结果见表1～3。

由表1可知，牛蒡苗根中均含有5种防御酶。浸种48 h组和浸种72 h组牛蒡苗中各种防御酶的活性均显著高于对照组，且浸种72 h组显著优于浸种48 h组。

由表2可知，各组牛蒡苗茎中防御酶活性均不同，其中浸种组茎中各酶的活性显著高于对照组，浸种72 h组牛蒡苗茎中PPO、POD、PAL、SOD活性显著高于浸种48 h组，但CAT活性显著低于浸种48 h组。

由表3可知，各组牛蒡苗叶中防御酶活性均不同，其中浸种组叶中各酶的活性显著高于对照组，浸种72 h组牛蒡苗叶中PAL、SOD、CAT活性显著高于浸种48 h组，但2个试验组间PPO、POD活性差异不显著。

综合分析牛蒡种子使用球孢白僵菌浸种处理后苗的根、茎、叶中各种防御酶的活性，发现浸种处理组牛蒡苗中防御酶的活性显著高于对照组，说明球孢白僵菌定殖牛蒡苗可以显著提高牛蒡苗的抗性。

3 结论

通过考察牛蒡苗的生长势、鲜重、生物量及苗中几种常见防御酶的活性，分析了球孢白僵菌定殖对牛蒡苗生长特性及抗性的影响。

球孢白僵菌定殖牛蒡苗能够显著促进牛蒡幼苗的生长，浸种72 h组牛蒡苗的株高高于其他组;牛蒡苗出苗14 d时，浸种72 h组叶面积最大，比浸种48 h 增加了34.19%;牛蒡苗出苗28 d时，2组间鲜重差异最显著，浸种72 h组比浸种48 h 增长了12.08%。说明球孢白僵菌定殖促进了牛蒡的生长。

此外，该研究采用试剂盒法测定了球孢白僵菌定殖后牛蒡苗中几种防御酶的活性。结果发现，球孢白僵菌定殖后牛蒡苗根、茎、叶中防御酶的活性均高于对照组，浸种72 h组牛蒡苗根中各种酶活性均高于浸种48 h组;茎中PPO、POD、PAL、SOD活性显著高于浸种48 h组，但CAT活性显著低于浸种48 h组;叶中PAL、SOD、CAT活性显著高于浸种48 h组，但PPO、POD活性差异不显著。说明球孢白僵菌定殖均提高了牛蒡苗中常见防御酶的活性，增强了牛蒡苗的抗性。

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