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中华羊茅内生真菌发酵液对垂穗披碱草种子萌发的影响

许文博 王美宁 田沛

引用本文: 许文博,王美宁,田沛. 中华羊茅内生真菌发酵液对垂穗披碱草种子萌发的影响. 草业科学, 2022, 39(6): 1-11 doi: shu
Citation:  XU W B, WANG M N, TIAN P. Effects of fermentation broths of endophyte strains on seed germination. Pratacultural Science, 2022, 39(6): 1-11 doi: shu

中华羊茅内生真菌发酵液对垂穗披碱草种子萌发的影响

    作者简介: 许文博(1992-),男,甘肃武威人,在读博士生,主要从事禾草内生真菌研究。E-mail: xuwb16@onlabwinterschool.com
    通讯作者: 田沛(1979-),女,河南新郑人,副教授,博士,研究方向为禾草内生真菌。E-mail: tianp@onlabwinterschool.com
  • 基金项目:  国家自然科学基金项目(31971768);兰州大学企事业委托项目{(19) 0439}

摘要: 本研究以分离自甘肃(菌株1)、青海(菌株41D)、四川(菌株111)的中华羊茅(Festuca sinensis)种子中内生真菌菌株的发酵液为材料,通过研究不同浓度(20%、60%、100%)发酵液处理下未带菌(E−)垂穗披碱草(Elymus nutans)种子的萌发情况以及胚根、胚芽的生长状况,以探寻中华羊茅内生真菌对垂穗披碱草种子萌发的影响。结果表明:不同菌株发酵液对种子萌发以及幼苗生长的作用不同,同时其促进或抑制作用与发酵液浓度有关。浓度为20%时,菌株111发酵液处理对垂穗披碱草种子萌发有抑制作用。浓度为60%和100%时,3株内生真菌发酵液处理对垂穗披碱草种子萌发均有促进作用,发芽势、发芽指数均显著高于对照(P < 0.05),且菌株41D发酵液处理的促进作用最强。对照马铃薯葡萄糖(PDB)培养基处理下垂穗披碱草各检测指标随着发酵液浓度升高而下降;菌株41D发酵液浓度为100%时,垂穗披碱草种子的发芽率、发芽势、发芽指数和种子活力指数均显著低于其他两个浓度处理(P < 0.05);菌株111发酵液浓度为60%处理时垂穗披碱草种子发芽率、发芽势和发芽指数显著高于其他两个浓度处理(P < 0.05),在菌株111发酵液浓度为100%处理下幼苗胚根长显著低于其他两个处理(P < 0.05)。结果表明随着内生真菌发酵液浓度的变化,其作用不同,对非宿主垂穗披碱草种子的萌发及生长有促进作用,且分离自不同地理区域宿主的菌株的作用表现不同。

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    图 1  不同浓度中华羊茅内生真菌菌株发酵液对垂穗披碱草种子发芽率的影响

    Figure 1.  Effects of different fermentation broths of Epichloë sinensis strains on germination rate of Elymus nutans seeds

    不同小写字母表示不同处理间差异显著(P < 0.05);下图和表2同。

    Different lowercase letters indicate significant differences among different treatments at the 0.05 level; this is applicable for the following figures and Table 2 as well.

    图 2  不同浓度中华羊茅内生真菌菌株发酵液对垂穗披碱草种子发芽势的影响

    Figure 2.  Effects of different fermentation broths of Epichloë sinensis strains on germination force of Elymus nutans seeds

    图 3  不同浓度中华羊茅内生真菌菌株发酵液对垂穗披碱草种子发芽指数的影响

    Figure 3.  Effects of different fermentation broths of Epichloë sinensis strains on germination index of Elymus nutans seeds

    图 4  不同浓度中华羊茅内生真菌菌株发酵液对垂穗披碱草种子活力指数的影响

    Figure 4.  Effects of different fermentation broths of Epichloë sinensis strains on vigor index of Elymus nutans seeds

    图 5  不同浓度中华羊茅内生真菌菌株发酵液对垂穗披碱草幼苗含水量的影响

    Figure 5.  Effects of different fermentation broths of Epichloë sinensis strains on water content of Elymus nutans seedlings

    表 1  发酵液浓度和菌株对垂穗披碱草种子萌发指标的双因素方差分析结果

    Table 1.  Two-way ANOVA on seed germination indicators of Elymus nutans affected by endophyte strain and fermentation broth concentration

    指标
    Index
    发酵液浓度
    Fermentation
    broth
    concentration
    菌株
    Strains
    菌株 × 发酵液浓度
    Strains ×
    fermentation
    broth
    concentration
    自由度
    Degree of freedom
    2 3 6
    发芽率
    Germination rate
    F 49.478 9.784 5.265
    P 0.000 0.000 0.001
    发芽势
    Germinative force
    F 21.967 15.307 3.440
    P 0.000 0.000 0.009
    发芽指数
    Germination index
    F 40.311 10.623 4.288
    P 0.000 0.000 0.002
    活力指数
    Vigor index
    F 39.001 45.652 16.111
    P 0.000 0.000 0.000
    幼苗含水量
    Seedling water
    content
    F 111.959 16.958 6.313
    P 0.000 0.000 0.000
    胚根长
    Radicle length
    F 26.708 119.483 22.065
    P 0.000 0.000 0.000
    胚芽长
    Pumule length
    F 6.839 27.309 3.076
    P 0.002 0.000 0.022
    胚根胚芽比
    Root/shoot growth
    F 8.162 38.053 7.454
    P 0.001 0.000 0.000
    萌发抗旱指数
    Germination drought
    resistance index
    F 3.883 75.145 2.488
    P 0.021 0.000 0.052
    活力抗旱指数
    Vigor drought
    resistance index
    F 7.787 70.322 2.066
    P 0.001 0.000 0.096
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    表 2  3株中华羊茅内生真菌菌株发酵液对垂穗披碱草胚根长、胚芽长和胚根胚芽比的影响

    Table 2.  Effects of three Epichloë sinensis endophyte fermentation broths on Elymus nutans plumule length, radicle length, and root/shoot

    指标
    Indicators
    发酵液浓度
    Fermentation broth
    concentration/%
    不同地理种群内生真菌
    Different geographic populations of endophytes
    CK111141D
    胚根长
    Radicle length/mm
    2025.83 ± 0.66ab26.62 ± 1.28a18.44 ± 1.75de23.07 ± 1.08c
    6014.18 ± 0.68f17.67 ± 0.20e19.78 ± 0.22de23.79 ± 0.72bc
    10010.27 ± 0.34g9.56 ± 0.11g13.78 ± 0.40f21.03 ± 1.45cd
    胚芽长
    Plumule length/mm
    2097.73 ± 2.0ab105.90 ± 3.95a92.00 ± 1.68bc99.23 ± 4.35ab
    6078.37 ± 2.53e85.00 ± 0.96cde85.56 ± 2.04cde91.04 ± 3.03bcd
    10077.10 ± 4.03e78.89 ± 3.00e81.33 ± 2.78de96.16 ± 5.5ab
    胚根胚芽比
    Root/shoot growth
    200.26 ± 0.01a0.25 ± 0.02ab0.20 ± 0.02cde0.23 ± 0.01abc
    600.18 ± 0.01de0.21 ± 0.01cde0.23 ± 0.01abc0.26 ± 0.01a
    1000.13 ± 0.01fg0.12 ± 0.01g0.17 ± 0.01ef0.22 ± 0.02bcd
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    表 3  3株中华羊茅内生真菌菌株发酵液对垂穗披碱草种子萌发抗旱指数和活力抗旱指数的影响

    Table 3.  Effects of fermentation broths of three Festuca sinensis endophyte strains on Elymus nutans germination drought resistance index and vigor drought resistance index

    指标
    Index
    发酵液浓度
    Fermentation broth
    concentration/%
    不同地理种群内生真菌
    Different geographic populations of endophytes
    111141D
    萌发抗旱指数
    Germination drought resistance index
    200.98 ± 0.04ABb0.94 ± 0.03Bb1.01 ± 0.04Ab
    601.26 ± 0.05Ba1.30 ± 0.11Aa1.24 ± 0.07Ba
    1001.30 ± 0.17Ba1.38 ± 0.14Aa1.39 ± 0.15Aa
    活力抗旱指数
    Vigor drought resistance index
    200.79 ± 0.03ABc0.75 ± 0.02Bc1.12 ± 0.04Ac
    601.01 ± 0.04Bb0.96 ± 0.03Bb1.43 ± 0.05Ab
    1001.59 ± 0.21Ba1.49 ± 0.16Ba1.62 ± 0.17Aa
     不同大写字母表示相同发酵液浓度不同菌株间差异显著(P < 0.05),不同小写字母表示相同菌株不同发酵液浓度之间差异显著 (P < 0.05)。
     Different capital letters indicate significant differences among different strains with the same fermentation broth at the 0.05 level, different lowercase letters indicate significant differences among different fermentation broth with the same strain at the 0.05 level.
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  • 通讯作者:  田沛, tianp@onlabwinterschool.com
  • 收稿日期:  2021-07-10
  • 接受日期:  2021-10-11
  • 网络出版日期:  2022-03-25
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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