Primary Study on Screening Bacteria to Protect Soybean Seedling From Low Temperature

Primary Study on Screening Bacteria to Protect Soybean Seedling From Low Temperature

低温胁迫是植物栽培中常常遇到的一种灾害，它不仅会导致植物产量降低，严重时还会造成植株死亡[1]。在北方高寒地区，低温常常成为大豆出苗的主要限制因子[2]，春播大豆常因早春低温而延迟出苗，降低出苗率，增加感病的机会，降低幼苗的生活力，导致群体出苗不齐[3]。大豆的低温冷害敏感时期为6月和8月，有研究认为，低温年也是大豆低产年，一般减产28.2%～34.8%，减产原因是由于大豆生育期间所需积温不足，特别是6月份气温低导致营养生长期、生理活性减弱而影响苗期正常生育，推迟了分蘖、开花、成熟等发育阶段，回归分析6月份平均气温每增减1℃，每亩单产增减15～20kg[4]。

大豆是我国的主要油料作物之一，具有较高的经济价值和食用价值，在国民经济中占有重要地位。但每年因低温冷害和病虫害的侵袭，大豆的产量已受到严重损失。如何解决大豆的低温冷害问题是目前东北地区着力研究课题，虽然人们已从合理耕作施肥和促早熟以及提高大豆抗寒性等多方面进行研究，并取得一些成果，但目前提高大豆抗寒性的方法是使用一些化学物质或者抗寒剂等，这对作物品质和土壤可能会造成一定的影响。而土壤是微生物的大本营，必定会存在一些真菌或细菌能够诱导植株产生抗寒性。本研究旨在从大豆根际土壤中筛选出能够提高大豆抗寒性的细菌菌株，为防御大豆低温冷害、促进增产增收打下基础。

1 材料与方法

1.1 供试细菌菌株

沈阳农业大学线虫研究室保存的细菌菌株，主要分离自大豆和黄瓜根际土壤。

1.2 供试大豆品种

辽豆10号，由辽宁省农业科学院提供。

1.3 保护性细菌的筛选

1.3.1 大豆种子表面消毒 挑取饱满的大豆种子，先用75%酒精消毒3min，再用无菌水冲洗3遍。

1.3.2 细菌菌悬液的配制 细菌纯化后，在培养细菌的培养皿中加入适量无菌水，静置2min，配成109CFU/ml 的菌悬液。

1.3.3 将上述消毒后的大豆种子放入不同的细菌菌悬液中浸泡，每皿10粒，约处理5min，使大豆种子表面充分附着细菌。

1.3.4 将附着细菌的大豆种子放入灭菌的大培养皿中，内装灭菌土壤，在室温约25℃下使其萌发，并按时浇无菌水。以无菌水浸泡的大豆种子为对照。

1.3.5 室内生长7天后，将其放置于冰柜中，控制温度在2℃以下，处理72h。再将其置于室温约25℃下生长。2天后检查，对保护性细菌进行筛选。

2 结果与分析

2.1 保护性细菌的筛选

通过室内筛选，有4株细菌处理过的大豆幼苗经过低温处理后没有表现出低温冷害症状，生长良好，而且须根较多，长出真叶（图1）。说明是这4株细菌能够保护大豆苗免受低温冷害，诱导大豆幼苗产生了明显的抗寒性。

Figure 1 The growing status of soybean seedlings treated with low tempetature and comparison

2.2 不同细菌对大豆萌芽和幼苗生长的影响

不同细菌菌株处理大豆种子对大豆的发芽率有一定的影响。与对照相比，在235株细菌中，促进大豆发芽的细菌菌株有83株，抑制大豆发芽的细菌菌株有152株。不同细菌菌株处理大豆种子对幼苗的生长有一定的影响，与对照相比，在235株细菌中，促进大豆幼苗生长的菌株有45株，抑制大豆幼苗生长的菌株有190株（表1）。

发芽率（%）Ratioofburgeon菌株数/strainNumberofstrains茎长（cm）Lengthofstem菌株数/strainNumberofstrains≤4025≤5.04750205.1～6.03660266.1～7.04170367.1～8.04480458.1～9.02790649.1～10.02010019≥10.02080CK8.3CK

Table 1 Ratio of burgeon and length of stem treated with different bacterial strains

3 结论与讨论

通过室内筛选，有4株细菌能够保护大豆幼苗免受低温冷害，生长良好，展开子叶，长出真叶，而且须根较多。但在这4株细菌中nemab60和nemab69比nemab56和nemab218的效果更好。不同细菌菌株处理大豆种子后，对发芽率有一定的影响。有的细菌有促进发芽作用，有的细菌有抑制发芽作用。而且对幼苗的生长也有一定的影响。有的细菌能够促进大豆幼苗生长，有的细菌能够抑制大豆幼苗生长。

多数研究表明，植物的抗冷性与细胞的含糖量呈正相关，但也有少数不相关[5]。有人在研究棉花抗冷性与其可溶性糖含量的变化关系中得出结论，可将低温处理后可溶性糖的提高率作为划分棉花抗冷级别的生化指标之一[6]。冯乃杰等[7]研究表明低温胁迫时化控处理提高了POD和SOD的活性，丙二醛的含量增加的幅度减小，因而可减少膜质过氧化作用对细胞的伤害。可溶性糖含量增加，可为植株在低温时提供更多的能量物质，细胞的渗透势得到调节，降低了结冰点，提高了细胞的抗寒能力。

不同细菌菌株处理大豆种子后，低温保护性细菌能够诱导大豆幼苗产生抗寒性。由于本试验仅为初步研究，没有对低温胁迫下保护性细菌处理的大豆幼苗的生理生化变化进行研究。今后，将进一步研究以探究低温保护性细菌诱导大豆幼苗产生抗寒性的机理。