枯草芽孢杆菌对兰州百合干旱胁迫的缓解效应

宋修泰 ,  陈雨欣 ,  勉鹏飞 ,  张萍 ,  党昕 ,  靳磊

农业科学研究(中英文) ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (03) : 36 -47.

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农业科学研究(中英文) ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (03) : 36 -47. DOI: 10.13907/j.cnki.nykxyj.2025.03.010
微生态调控与绿色栽培

枯草芽孢杆菌对兰州百合干旱胁迫的缓解效应

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Alleviating Effect of Bacillus subtilis on Drought Stress in Lilium davidii var. unicolor

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摘要

为探究枯草芽孢杆菌对兰州百合干旱胁迫下生长发育及生理活性的影响,以兰州百合为试验材料,采用0、5%(轻度)、10%(中度)、20%(重度)4 个浓度梯度的PEG溶液模拟干旱胁迫,使用灌根的方法分组依次施加浓度为0、2×108、4×108、8×108 cfu/g枯草芽孢杆菌菌剂,共计16 个处理,通过观测不同时期(幼苗期、现蕾期、开花期)兰州百合生长发育特征,并测定其生理活性指标,筛选缓解干旱胁迫的最佳处理。结果表明:在干旱胁迫下,施用枯草芽孢杆菌菌剂对兰州百合的株高、茎直径、基生根数、横纵径、叶片数、鳞茎周径等农艺性状具有促进作用,尤其在5% PEG溶液和10% PEG溶液处理环境下分别施加2×108和4×108 cfu/g浓度的枯草芽孢杆菌菌剂的效果显著(P0.05)。在开花期,兰州百合在T9处理下的植株最高,为33.03 cm,茎直径的最大值为T2下的5.47 mm,分别较对照高120.13%、10.06%;T10的叶片数最多(171),叶绿素质量比最高(25.53 mg/g),分别是T7的3.80倍和2.50倍;基生根数最大出现在T9处理下,比CK高14.99%。干旱胁迫环境下添加枯草芽孢杆菌菌剂可有效提升兰州百合抗氧化保护酶活性。在现蕾期CAT活性随着菌剂浓度的提高先升后降,于T8处理下达最大值(25.97 U/g);SOD活性于T9下达最大值(1 120.10 U/g),为CK的3.32倍;POD活性随着枯草芽孢杆菌浓度的升高而下降,最大可达52.27 U/g。经隶属函数分析,轻度和中度干旱胁迫下,枯草芽孢杆菌菌剂表现出的缓解作用明显,且以2×108 cfu/g浓度的效果最佳。

Abstract

This study investigates the alleviating effects of Bacillus subtilis on drought stress in Lilium davidii var. unicolor. Using Lilium davidii var. unicolor as the experimental material, drought stress was simulated with polyethylene glycol (PEG) solutions at four mass concentrations: 0%, 5% (mild), 10% (moderate), and 20% (severe). B. subtilis was applied through root irrigation at concentrations of 0, 2×10⁸, 4×10⁸, and 8×10⁸ cfu/g, resulting in a total of 16 treatment combinations. Growth traits and physiological indices were measured at the seedling, budding, and flowering stages to identify the optimal treatment for mitigating drought stress. The results indicated that under drought stress, the application of B. subtilis significantly improved key agronomic traits of Lilium davidii var. unicolor, including plant height, stem diameter, basal root number, leaf dimensions, leaf count, and bulb circumference. Significant effects (P0.05) were particularly noted when 2×10⁸ cfu/g B. subtilis was applied under 5% PEG stress and 4×10⁸cfu/g under 10% PEG stress. At the flowering stage, treatment T9 achieved the highest plant height (33.03 cm), representing a 120.13% increase compared to the control (CK). Treatment T2 yielded the largest stem diameter (5.47 mm), which was 10.06% greater than CK. The maximum leaf count (171) and chlorophyll content (25.53 mg/g) were 3.80 and 2.50 times those of treatment T8, respectively, while T9 exhibited 14.99% more basal roots than the control. Additionally, B. subtilis enhanced antioxidant enzyme activities under drought stress. At the budding stage, CAT activity initially increased and then decreased with rising bacterial concentrations, peaking at 25.97 U/g in T8; SOD activity reached 1 120.10 U/g in T9, which is 3.32 times that of the control; and POD activity decreased with higher bacterial concentrations, with a maximum of 52.27 U/g. Membership function analysis revealed that B. subtilis effectively alleviated mild (5% PEG) and moderate (10% PEG) drought stress, with 2×10⁸ cfu/g being the optimal concentration. This study provides a theoretical foundation for the drought-resistant cultivation of L. davidii var. unicolor.

Graphical abstract

关键词

兰州百合 / 枯草芽孢杆菌 / 干旱胁迫 / 农艺性状 / 生理活性

Key words

Lilium davidii var. unicolor / Bacillus subtilis / drought stress / agronomic traits / physiological activity

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宋修泰,陈雨欣,勉鹏飞,张萍,党昕,靳磊. 枯草芽孢杆菌对兰州百合干旱胁迫的缓解效应[J]. 农业科学研究(中英文), 2025, 46(03): 36-47 DOI:10.13907/j.cnki.nykxyj.2025.03.010

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兰州百合(Lilium davidii var. unicolor)为百合科(Liliaceae)百合属(Lilium)多年生鳞茎类草本植物,不仅有“蔬菜人参”的美誉,更有着药食同源的特性[1-2]。兰州百合洁白如玉,口感细腻爽滑,味道甘甜,粗纤维少[3],且鳞茎中富含秋水仙碱、矿物质、微量元素和氨基酸等多种营养成分,具有清热解毒、润肺美容、止咳化痰和增强人体免疫力等作用[4],表现出良好的保健功效[5],深受国人喜爱。
兰州百合的种植区域多集中于干旱、半干旱地区,其中宁夏回族自治区位于中国的西北部,常年处于干旱缺雨状态[6],因此宁夏地区兰州百合的生产活动经常受到干旱环境的影响。干旱胁迫作为影响作物生长、产量和品质最严重的自然灾害之一[7],会干扰作物水分代谢平衡,影响光合作用和呼吸作用等重要生理过程,逐渐成为制约兰州百合生产的潜在因素之一。当处在干旱环境时,兰州百合会通过体内一系列的生理生化防御机制对外界不良环境加以适应。有研究表明,适当添加微生物菌剂对提升植物的抗逆性有着重要作用,枯草芽孢杆菌对辣椒以及马铃薯具有防病促生作用[8-9],枯草芽孢杆菌菌剂对干旱胁迫下玉米种子、柠条种子和沙冬青种子的生理生化指标产生良性影响[10-11];但目前有关枯草芽孢杆菌对兰州百合抗旱性的影响研究仍少见报道。
鉴于此,本试验聚焦于兰州百合生长困境,选用泥炭和珍珠岩为基质,通过模拟不同干旱胁迫程度,配施不同浓度的枯草芽孢杆菌菌剂进行对比试验,研究枯草芽孢杆菌在干旱胁迫条件下对兰州百合生长发育、生理生化及活性成分的影响,旨在为兰州百合的科学化、精细化栽培提供坚实理论支撑。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试材料为兰州百合种球,购自兰州市桐顺源农业发展有限公司。种球周径12~13 cm,根系健壮,无腐烂,色白,无分头,大小均匀;枯草芽孢杆菌菌剂购自中国农业微生物菌种保藏管理中心。选用53 cm×30 cm×18 cm的塑料花槽,供试基质为泥炭和珍珠岩(购自银川市西夏农资城),每盆定植20鳞茎左右,深度为10.8 cm左右。追肥使用霍格兰营养液,每月施入1 次。

1.2 试验方法

不同处理下,采用PEG溶液(聚乙二醇,分子量为6 000)模拟干旱胁迫。PEG溶液设置4 个浓度梯度:0、5%(轻度)[12]、10%(中度)[10]、20%(重度)[1113];枯草芽孢杆菌处理设置4 个浓度梯度:0、2×108、4×108、8×108 cfu/g,共计16 个处理(表1),每个处理20 株,共计320株。每3~4 d浇水1 次,其余田间管理措施一致。待兰州百合生长到株高为15~20 cm时进行枯草芽孢杆菌处理。施入枯草芽孢杆菌菌剂7 d后将PEG溶液一次性施入栽培基质,视施入PEG溶液的当天为干旱胁迫的第1 天。在不同时期测量百合植株的生长指标,采收期采样后将所有样品带回实验室,用自来水洗净,置于80 ℃烘箱烘干后粉碎,过筛备用,用于生理生化指标和鳞茎指标的测定。

1.3 指标测定

1.3.1 生长指标

株高:用卷尺测量自植株基部起沿主茎轴向延伸至顶端生长点的距离;茎直径:用游标卡尺测量植株中部的茎秆直径;叶片数:从鳞茎基部可见叶原基起始,计算植株上有效的叶片数;根数:分别统计记录基生根及茎生根的数量;鳞茎横径和纵径:用游标卡尺沿相互垂直方向测鳞茎的横径和纵径;鳞茎周径:用卷尺紧密环绕鳞茎外围一周测量。

1.3.2 生理生化指标及品质指标

叶绿素质量比:使用叶绿素计SPAD-502 Plus型测定[12];脯氨酸(Pro)质量浓度:采用酸性茚三酮比色法测定[14];超氧化物歧化酶(SOD)活性:采用氮蓝四唑(NBT)法测定[14];过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性:采用李合生等[15]的方法测定;可溶性糖质量比:采用蒽酮比色法测定[16]

1.4 数据处理及分析

试验结果以“平均值±标准误”表示。采用Excel 2010软件对数据进行整理、SPSS 27.0软件进行数据统计分析。利用单因素方差分析(ANOVA)和最小显著差异法(LSD)比较不同处理间的差异,显著性水平为P0.05。采用Origin软件作图。

2 结果与分析

2.1 枯草芽孢杆菌对干旱胁迫下兰州百合生长发育的影响

2.1.1 枯草芽孢杆菌对干旱胁迫下兰州百合株高、茎直径的影响

枯草芽孢杆菌对兰州百合株高和茎直径的影响呈现浓度与干旱胁迫的交互效应(图1图2)。株高在非干旱环境下随着菌剂浓度增加呈先降后升趋势,在现蕾期无干旱胁迫的高浓度菌剂处理(T3,8×108 cfu/g)株高达29.8 cm,高于CK,差异具有统计学意义(P0.05);在开花期T9处理(10% PEG+2×108 cfu/g)株高最大(33.03 cm),干旱胁迫下菌剂处理组株高普遍高于或接近CK。在幼苗期,5% PEG下的T5处理茎直径(6.1 mm)和非干旱的T2处理茎直径(5.07 mm)比CK粗,差异具有统计学意义(P0.05);在现蕾期,茎直径差异缩小;而在开花期,高浓度菌剂对干旱胁迫下的茎直径表现出抑制,仅T2、T9处理略优于CK。结合现蕾期表型观察(图3),5%~10% PEG轻度干旱下,2×108~4×108 cfu/g菌剂显著促进植株健壮生长,而8×108 cfu/g时促进效果减弱;20% PEG重度干旱则导致植株整体生长受限,菌剂缓解作用不明显。

2.1.2 枯草芽孢杆菌对干旱胁迫下兰州百合根系数量的影响

枯草芽孢杆菌对兰州百合基生根数和茎生根数的影响因干旱胁迫程度和生长时期不同而不同(图4图5)。基生根数在干旱胁迫下随着菌剂浓度增加呈先升后降趋势,在幼苗期,T2处理(7.33条)多于CK,差异具有统计学意义(P0.05),T10的基生根最少(1.67条);在现蕾期,T9(7.67条)、T14(7.33条)分别较CK增加了91.75%、1.83倍;在开花期,仅T8、T9略优于CK,T15受抑明显(0.67条)。对于茎生根,在幼苗期,T5处理(62.33条)多于其他处理,差异具有统计学意义(P0.05),干旱无菌剂处理(T8、T12)少于CK;在现蕾期,T3(56.67条)高于CK,差异具有统计学意义(P0.05),多数菌剂处理对兰州百合茎生根的生长具有促进作用;在开花期,CK的茎生根最多(60.33条),T9、T10较CK分别下降了19.33%、29.84%。

2.1.3 枯草芽孢杆菌对干旱胁迫下兰州百合鳞茎横纵径的影响

枯草芽孢杆菌对兰州百合鳞茎横纵径的影响呈现出浓度阈值效应(图6图7)。横径在各时期均随着菌剂浓度增加先升后降,纵径整体较稳定。在幼苗期,T2处理的横径(26.13 mm)大于CK,差异具有统计学意义(P0.05),干旱胁迫下T10、T11的横径分别较CK提高0.76%、13.78%,而T3的纵径最大(27.53 mm),较CK增长3.11%。在现蕾期T8横径(25.52 mm)、T12纵径(27.44 mm)均高于CK,差异具有统计学意义(P0.05)。在开花期,T3(正常环境最高菌剂浓度)横纵径最高(27.07、26.47 mm),T9的横、纵径(26.03、23.63 mm)次之,纵径较CK提高4.88%;T15的横、纵径最低(12.80、19.37 mm),与多数处理的差异具有统计学意义(P0.05)。整体看,T3处理的鳞茎生长最佳,T9的次之。

2.1.4 枯草芽孢杆菌对干旱胁迫下兰州百合叶片数和叶绿素质量比的影响

枯草芽孢杆菌对兰州百合叶片发育的调控具有阶段特异性(图8图9),叶片数随着菌剂浓度呈倒U形响应趋势。在幼苗期,5%和10% PEG处理下T5、T6的叶片数分别达142和151,是CK的1.19和1.27倍;在开花期,T10的叶片数最多,达171,较CK提升了24.82%,而T7的叶片数仅45。叶绿素质量比整体呈先升后降趋势,在现蕾期,T3的叶绿素质量比达39.27 mg/g,较CK显著提高61.14%(P0.05),T15的则降至17.83 mg/g;在开花期,T9的叶绿素质量比为25.53 mg/g,与CK(16.07 mg/g)之间的差异具有统计学意义(P0.05)。整体上看,T3和T9的综合表现最优。

2.1.5 枯草芽孢杆菌对干旱胁迫下兰州百合鳞茎周径的影响

枯草芽孢杆菌对兰州百合鳞茎周径的影响因时期和干旱程度而异(图10)。在幼苗期,T2(8.63 cm)和T5(8.47 cm)的周径显著大于CK,较CK分别高8.28%和6.27%,T9、T10、T11的周径较T8提升了25.58%~43.65%;在现蕾期,T8的周径最大,是CK的1.36倍,T15的最低,仅为6.35 cm,5% PEG下菌剂处理的周径均高于CK;在开花期,T3和T9的周径高于CK,T7的最低(4.17 cm),仅为CK的50.67%。可见,5%~10% PEG干旱胁迫下菌剂可促进鳞茎周径增长。

2.2 枯草芽孢杆菌对干旱胁迫下兰州百合生理指标的影响

2.2.1 枯草芽孢杆菌对干旱胁迫下兰州百合可溶性总糖质量比的影响

枯草芽孢杆菌对兰州百合鳞茎中可溶性总糖质量比的影响如图11所示。随着时间的推移,兰州百合鳞茎中可溶性总糖质量比整体表现出由低到高的趋势。在幼苗期,20% PEG胁迫下可溶性总糖质量比随着菌剂浓度增大而递增,现蕾期T3达到最大值(148.51 mg/g),较CK高11.04%,差异具有统计学意义(P0.05),而T12降至72.77 mg/g;同一干旱胁迫下菌剂处理组(T13~T15)的总糖质量比随着菌剂浓度递增,较CK高42.22%~79.88%。在开花期,T8的总糖质量比达86.48 mg/g,为CK的1.41倍;T11在生长期内总糖质量比均较高,综合表现最优,表明菌剂通过糖代谢调控增强了百合对干旱的适应性。

2.2.2 枯草芽孢杆菌对干旱胁迫下兰州百合抗氧化酶活性的影响

枯草芽孢杆菌对兰州百合抗氧化酶系统的调控呈现生长阶段与菌剂浓度的双重依赖性(图12图13图14)。在幼苗期,SOD、CAT活性随着菌剂浓度升高而下降,POD活性则上升;在现蕾期和开花期,SOD、CAT活性随着菌剂浓度升高而升高,POD酶活性趋势相反(随着菌剂浓度升高而降低),与幼苗期的情况相反。干旱胁迫下,CAT酶活性在同一干旱胁迫下随着菌剂浓度的增加呈现先升后降的趋势,SOD活性在菌剂浓度为2×108和8×108 cfu/g时明显增强,POD酶活性受菌剂不同程度的促进,但高浓度时可能被抑制。在现蕾期,T7的POD酶活性(52.27 U/g)高于其他处理,差异具有统计学意义(P0.05),而CK的CAT活性最低,仅为19.08 U/g;在开花期,CK的POD活性最高(57.17 U/g),T3处理SOD活性最大(1 387.34 U/g),高于其他处理,差异具有统计学意义(P0.05),而T3的POD活性仅为CK的7.57%。

2.2.3 枯草芽孢杆菌对干旱胁迫下兰州百合脯氨酸质量浓度的影响

枯草芽孢杆菌对干旱胁迫下兰州百合脯氨酸质量浓度的影响如图15所示。在幼苗期,菌剂处理降低了脯氨酸的质量浓度,其中T10的最高,达5.98 mg/L,T2、T3仅为1.42~1.72 mg/L;在现蕾期和开花期,10%~20% PEG处理下菌剂的施用提升了脯氨酸质量浓度,但菌剂随浓度升高而下降,5% PEG处理下现蕾期菌剂表现为促进积累、开花期则呈现抑制作用。在现蕾期,T5(8.60 mg/L)、T7(8.53 mg/L)的质量浓度较高,在开花期,T4达到峰值(15.40 mg/L),高于其他处理,差异具有统计学意义(P0.05)。整体看,适当浓度的菌剂处理促进了干旱胁迫下脯氨酸的积累。

2.3 隶属函数分析

兰州百合在不同干旱程度及不同枯草芽孢杆菌浓度下,其生长期内的各项指标变化多样,无法用单一变化趋势进行概括,存在一定的片面性和局限性。因此利用不同处理下兰州百合开花期各项指标数据进行隶属函数的综合性评价分析,以此衡量不同指标之间的相关密切程度,以进一步了解兰州百合在不同干旱胁迫状态下以及不同浓度枯草芽孢杆菌菌剂影响下生物状态变化的过程,如表2所示。因试验所测指标基本与兰州百合生长状态呈正相关关系,对各项指标的平均值及综合得分进行对比排序,发现在T9处理下,兰州百合整体生长状态最佳,此时为PEG模拟中度干旱,枯草芽孢杆菌施用浓度为2×108 cfu/g,CK的次之;在5%PEG溶液模拟的轻度干旱胁迫下,以T6的兰州百合整体生长状态最佳,对应的枯草芽孢杆菌浓度是4×108 cfu/g;T7和T15则相对表现较差,可能因为枯草芽孢杆菌施用浓度过高而产生了负面影响。对其他处理进行综合对比分析,发现当枯草芽孢杆菌施用浓度为2×108或4×108 cfu/g时,对应的T2、T6和T10的兰州百合生长状态良好,这几组对应的枯草芽孢杆菌施用浓度适中且所受干旱胁迫并不十分严重,说明在非严重的干旱胁迫下枯草芽孢杆菌能表现出良好的缓解和促生作用;20%PEG溶液环境下的4组处理整体表现水平较低,说明其受到的干旱胁迫影响较严重。T1的综合表现水平相较于其余3组正常环境下的处理过低,可能是受到了试验环境中其他因素的影响。

3 讨论

干旱胁迫主要通过植株矮化、叶片减少及根系发育不良等抑制生长[8],且显著影响兰州百合的生长特性,随着胁迫程度加剧,其株高、茎直径、叶片数、基生根数及鳞茎生长等指标均受到不同程度影响[9-10]。轻度胁迫对地上部分的生长抑制较轻,中度胁迫使植株生长受阻且根系发育受到影响,重度胁迫则导致生长严重受阻甚至叶片枯萎泛黄,同时还会影响叶绿素含量及光合作用能力[11]。本试验的CK、T4、T8、T12处理中,分别用不同浓度PEG溶液模拟干旱胁迫,以株高、茎直径、茎生根数、基生根数、叶绿素质量比等农艺性状为指标,对比分析不同环境下兰州百合的生长状况。开花期数据显示,随着干旱胁迫加剧,茎直径、鳞茎横纵径及周径基本呈下降趋势;而兰州百合叶片中的叶绿素质量比则是先增加再下降,CK的为16.07 mg/g,T8的较大,为23.50 mg/g(较CK高46.24%),而T12的则下降至17.30 mg/g(与CK相近),此变化的基本趋势与刘金龙等[12]的研究结果较为相似。这可能是因为当兰州百合面临干旱胁迫时,轻度干旱更多作为一种压力信号来促使其启动一系列适应机制,如将更多能量资源用于提升光合器官效能、促进与叶绿素合成相关联的物质上调、激素平衡改变等[17],从而增加叶绿素含量以提升抗逆性。但这种提升存在一定限度,一旦干旱程度超过一定阈值便会抑制叶绿素合成,其含量变化转为下降趋势[18]。但本研究中兰州百合的基生根数、茎生根数及叶片数的变化趋势却与初步的随着干旱胁迫加深而逐渐减少的预期不符,可能是因为干旱胁迫下,兰州百合植株通过调节碳水化合物的代谢和分配来支持叶片和根系的发育或是通过延长主根和增加侧根的数量来提高水分吸收效率[13]

枯草芽孢杆菌作为能产生植物生长调节物质的有益微生物,可显著提升植物干旱胁迫下的生长及抗逆性。研究表明,枯草芽孢杆菌处理对许多园艺作物均有促生作用[19-21],能够显著提高种子萌发率和幼苗生长速度,具有显著抗氧化作用[16]。另外,枯草芽孢杆菌在诱导植物产生抗干旱代谢物、促进植物激素分泌和植物根际微生物群落的形成等方面发挥重要作用,进而改善渗透调节能力,提高水分吸收效率和增强抗逆性,从而进一步缓解干旱胁迫[1722-23]。园艺作物接种枯草芽孢杆菌后,植株的相对含水量、叶绿素含量、脯氨酸含量和多种抗氧化酶活性等生理指标均得到改善,抗旱能力增强[24]。本研究使用0、2×108、4×108和8×108 cfu/g共4 个浓度梯度的枯草芽孢杆菌菌剂,分别施加于不同程度的干旱胁迫处理中,开花期数据显示,T10处理下兰州百合株高为31.7 cm,T2、T9、T10和T12处理下的茎直径均超过CK,T9处理的茎生根数仅次于CK处理且基生根数大于CK,T10处理的叶片最多。多项农艺指标表明,在10%PEG溶液处理下枯草芽孢杆菌表现出较好的缓解干旱的作用。干旱胁迫下,兰州百合的细胞生长和伸长受到抑制,水分亏缺可能导致细胞膨压降低以及根系损伤,从而限制对水分和矿质的吸收,进而使株高增长明显减缓,茎的横向生长受阻及茎直径减小[25]。本试验表明,干旱胁迫抑制了兰州百合的各项指标,在无干旱胁迫处理组中,添加枯草芽孢杆菌处理的兰州百合农艺性状基本均高于对照组,在干旱胁迫处理组中,绝大部分添加枯草芽孢杆菌处理的兰州百合受到的干旱胁迫在一定程度上得到缓解,说明添加适当浓度的枯草芽孢杆菌能够缓解干旱胁迫对兰州百合植株造成的负面影响。

抗氧化酶(如SOD、POD、CAT)是植物重要的抗氧化防御系统,可清除活性氧(ROS),防止膜脂过氧化及细胞损伤,减轻干旱危害[26-27]。本研究中,SOD、POD和CAT活性在CK下与枯草芽孢杆菌处理下有着不同的反应效果,但在干旱胁迫环境下,不论胁迫程度,施加枯草芽孢杆菌可有效提升3种抗氧化酶的活性,缓解干旱胁迫带来的危害。其中,在枯草芽孢杆菌浓度为2×108、8×108 cfu/g时对SOD活性有较明显的促进作用,在开花期T3(菌剂施加浓度最大且无干旱胁迫)处理下达最大值,远高于CK;开花期时,CK的POD活性最佳,在受干旱胁迫影响的12组处理中,同一干旱程度下施加枯草芽孢杆菌菌剂后的POD活性比未施加的均有明显提升。这表明枯草芽孢杆菌对植物的抗氧化系统起到调节作用,能够减轻干旱引起的氧化损伤。在干旱胁迫下,植物体内的活性氧(ROS)水平会显著升高,随着时间推移,抗氧化酶活性可能因能量耗尽而下降,无法有效清除ROS,进而导致细胞损伤加剧[14]。而枯草芽孢杆菌能够增强植物的抗氧化酶活性(如SOD和CAT),从而加速对活性氧的清除。此外,枯草芽孢杆菌还能通过提高植物体内总黄酮的含量,进一步增强植物的抗氧化防御能力[28]

4 结论

施用适宜浓度的枯草芽孢杆菌菌剂能够缓解干旱胁迫对兰州百合生长发育的影响,有效提升其兰州百合叶片中CAT、POD、SOD等抗氧化酶活性;轻度干旱下,以4×108 cfu/g浓度的枯草芽孢杆菌菌剂表现出的缓解效果最佳;中度干旱下,以2×108 cfu/g浓度的枯草芽孢杆菌菌剂表现出的缓解效果最佳;重度干旱下,因兰州百合所受胁迫程度较大,施用枯草芽孢杆菌菌剂的缓解效果不明显。其中,在10%PEG溶液模拟的干旱胁迫处理下,施用2×108 cfu/g浓度的枯草芽孢杆菌菌剂表现出的缓解效果最佳。这一结果可为兰州百合的抗旱栽培提供理论参考。

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基金资助

宁夏回族自治区大学生创新创业训练计划项目(S202510749091)

国家自然科学基金项目(32260727)

宁夏回族自治区重点研发计划项目(2021BBF02025)

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