内生菌对镉和盐单一及复合胁迫下水稻幼苗生长及生理特性的影响

董芮萌 王佳瑶 朱梦卓 赵晓妍 朱淼 汪雅楠 王泽 马莲菊

摘要 以水稻为材料，研究内生菌侵染对镉和盐单一及复合胁迫下水稻幼苗生长生理的影响。用浓度为50 μmol/L CdCl 2溶液和100 mmol/L NaCl溶液对内生菌侵染（Endophyte infected，E+）与内生菌未侵染（Endophyte non-infected，E-）的水稻种子进行单一与复合胁迫处理。与内生菌未侵染的相比，内生菌侵染的水稻幼苗的株高、根长、叶绿素含量、可溶性蛋白含量和可溶性糖含量均提高，抗氧化酶SOD、POD、CAT活性增强，MDA和脯氨酸含量均下降。内生菌侵染可以缓解镉和盐单一及复合胁迫下水稻幼苗生长的不利影响，帮助水稻幼苗抵抗逆境。

关键词 水稻;内生菌;镉胁迫;盐胁迫

中图分类号 S 511  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2021）19-0031-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.19.008

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effects of Endophytes on Growth and Physiological Characteristics of Rice Seedlings under Single and Combined Stresses of Cadmium and Salt

DONG Rui-meng， WANG Jia-yao，ZHU Meng-zhuo et al

（College of Life Science， Shenyang Normal University， Shenyang， Liaoning 110034）

Abstract With rice seedlings as tested materials， the effects of endophytes on the growth and physiological characteristics of rice seedlings were studied under single and combined stresses of cadmium and salt. 50 μmol/L CdCl 2 solution and 100 mmol/L NaCl solution were used to treat infected with （E+） and non-infected with （E-） rice seedlings as single and combined stress. Compared with E-， E+ increased their plant height， root length， the content of chlorophyll， soluble protein and soluble sugar， enhanced antioxidant enzymes SOD， POD and CAT activity， decreased MDA and proline content. Endophyte infection could alleviate the adverse effects of cadmium and/or salt on the growth of rice seedlings， and help rice seedlings resist adversity.

Key words Rice;Endophytes;Cadmium stress;Salt stress

基金项目 辽宁省教育厅项目（LJC201912，LZD201901，LZD202004）;沈阳师范大学大创项目（X202010166377）。

作者简介 董芮萌（1996—），女，辽宁朝阳人，硕士研究生，研究方向：生物化学与分子生物学。*通信作者，教授，博士，硕士生导师，从事生物化学与分子生物学研究。

收稿日期 2021-03-13;修回日期 2021-05-12

水稻作为中国种植面积最大的粮食农作物，其种植面积可达3 000万hm2，年产量占粮食作物的 40% 以上，我国 65% 以上人口以水稻作为食物的主要来源[1]。水稻属于盐中度敏感植物[2]，土壤盐渍化是在水稻生长环境中制约着水稻生长的一个重要因素[3]。镉是污染性强的一种重金属，中国耕地面积中约有1.3万hm2被重金属镉污染[4]。而Cd是植物的非必需元素，植物自身吸收的Cd会通过食物链影响人类的健康。有研究表明，降低稻米中镉含量可以减少人体食用稻米所造成的危害[5]。因此，如何采取措施减弱镉和盐单一及复合胁迫对水稻生长的影响，是当前急需解决的问题之一。

植物内生菌是一类既能寄生在植物体内，又不使植物产生任何不良反应的微生物[6]。越来越多的研究表明，内生菌可增加寄主植物生长速率，增强寄主植物在重金属、盐碱、高温、虫害、干旱等逆境条件下的抗性[7-8]。碱蓬是一种一年生耐盐碱草本植物，主要生长在盐碱地和海滨等地区，具有较高的耐盐性[9-10];碱蓬还具有一定耐镉性，能在一定程度上富集重金属镉[11-12]。鉴于此，笔者以水稻为试验材料，探究碱蓬内生菌高Y1-1对镉和盐单一及复合胁迫下水稻幼苗相关生理指标、叶绿素含量、渗透调节物质、抗氧化酶活性的影响，研究内生菌与水稻幼苗抗性之间的关系，为内生菌缓解水稻幼苗镉和盐复合胁迫的机理研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验菌种

碱蓬内生菌高Y1-1菌株由沈阳师范大学微生物实验室提供，菌株于4 ℃冰箱中保存。

1.2 材料处理

将水稻“辽星1号”种子（由遼宁省稻作研究所提供）用 1% NaClO中消毒15 min，用去离子水反复冲洗后，28 ℃萌发过夜。用去离子水在铺满滤纸的培养皿中催芽1 d后，选取大小一致且破胸的种子，放在带有纱网的装有Hoagland营养液的无菌烧杯中培养，烧杯放置在人工气候箱（光照强度为3 000 lx;相对湿度为80%;光照/黑暗为16 h/8 h;昼夜温度为 29 ℃/25 ℃）内培养，每天补充填加Hoagland营养液。先用不同浓度的菌液（0、5%、10%、15%、20%、25%）处理水稻种子，筛选最适菌液浓度。然后将水稻分为2组，即内生菌侵染组（E+）和内生菌未侵染组（E-），直到幼苗长至两叶一心期时，用50 μmol/L CdCl 2溶液、100 mmol/L NaCl溶液对水稻幼苗进行处理，在处理完水稻幼苗的第7天对水稻幼苗相关生理指标进行测定。