环境科学与资源利用论文_伯克氏菌Y4对水稻幼苗 -种子科技杂志社投稿

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环境科学与资源利用论文_伯克氏菌Y4对水稻幼苗

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文章摘要:为探明伯克氏菌Y4（Burkholderia sp. Y4）对镉（Cd）胁迫下水稻幼苗的生长和Cd吸收积累的影响及其作用机制，以水稻低Cd积累品种湘早籼24（X24）和高Cd积累品种T优705（T705）为材料，通过水稻种子萌发和幼苗试验，利用非损伤微测技术和原子吸收等检测方法，研究外源施加伯克氏菌Y4对Cd胁迫下水稻生长和毒性损伤的影响及其抑制水稻Cd吸收积累的作用机制。结果表明，伯克氏菌Y4可以缓解Cd对水稻生长的抑制作用，使种子发芽势提高13.8%，此外，接种菌株Y4后7 d，水稻幼根和幼芽长度分别增长83.3%和12.2%，干重分别增加56.8%和12.5%，而接种菌株Y4后10 d，水稻幼根和幼芽长度分别增长28.6%和20.0%，干重分别增加113.2%和46.0%。深入研究发现，施加菌株Y4缓解了Cd胁迫下水稻的氧化应激损伤，显著降低了幼苗地上部及根系中氧化损伤产物丙二醛（MDA）的水平，降幅分别达到21.5%和16.9%；同时，Cd胁迫下水稻抗氧化酶活性的变化也在菌株Y4的作用下得到缓解，幼苗根系中超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的活性水平恢复至与无Cd空白对照组无显著差异，而幼苗地上部中的酶活变化幅度也分别由176.9%和74.8%降低至53.3%和21.5%。另一方面，伯克氏菌Y4还能够抑制不同Cd积累型水稻品种幼苗对Cd的吸收，外源施加菌株Y4显著降低了水稻幼苗地上部及根系中的Cd含量，使高Cd积累品种T705地上部及根系中Cd含量分别下降79.2%和62.7%，而在低Cd积累品种X24中的降幅分别为57.3%和24.1%。深入研究发现，根施伯克氏菌Y4可使水稻幼苗根系表面形成黄色根膜，同时降低了根伸长区的Cd²⁺离子流速。高Cd积累品种T705对Cd²⁺的吸收流速显著高于低Cd积累品种X24，外源施加菌株Y4使3 d苗龄T705和X24对Cd²⁺的吸收流速分别下降36.0%和35.0%，而10 d苗龄T705和X24对Cd²⁺的吸收流速则分别下降44.6%和24.9%。由此可见，伯克氏菌Y4通过缓解Cd胁迫造成的氧化应激反应，能够降低Cd对水稻生长的抑制作用和毒性损伤，此外，菌株Y4还能够改变水稻根膜并有效降低不同品种水稻根伸长区对Cd²⁺的吸收速率和根Cd积累量，进而抑制Cd向地上部的转运积累，为伯克氏菌Y4作为水稻降Cd促生菌剂的应用提供了理论依据和数据支持。

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