瓦雷兹芽孢杆菌FZB42对青钱柳生长与生物活性物质积累的影响及机制

[目的]青钱柳是我国重要的药用植物之一,探究瓦雷兹芽孢杆菌FZB42 对青钱柳生长、药用品质的影响,以期为其叶用林定向培育提供理论依据。[方法]采用不同浓度FZB42 发酵液处理 2 年生青钱柳苗,以等量清水处理(CK)为对照。在青钱柳幼苗定植 5 个月后进行诱导子处理,处理 45 天后收获。收获时调查青钱柳幼苗地径,根、茎、叶生物量,测定其光合能力,分析生物活性物质含量和产量,以及叶片中黄酮通路基因表达量。同时,取栽培基质样品,分析其养分含量与酶活性。佐以田间试验探究FZB42 对青钱柳林木的促进效果。[结果]与对照相比,T2 以上浓度都显著提高了青钱柳的叶片生物量与净光合速率,但只有 T4 处理提升叶片总光合色素的效果达到显著水平。在生物活性物质方面,当施用浓度达到T3 时黄酮类物质的浓度才获得显著提升,三萜类物质与多酚类物质当施用浓度打到T4 时才获得显著提升;所有生物活性物质的产量均随着施用浓度的提高而提高。青钱柳酸B为青钱柳所特有的三萜类单体,T4 处理的叶片青钱酸B含量为对照含量的 274.9%。施用FZB42 影响了栽培基质的理化性质与酶活性。T2、T3 和T4 处理显著提高了栽培基质的有效氮与有效磷含量,土壤酶活性变化趋势与土壤有效养分的规律相似,随接种剂施用浓度的提高,除了LAP以外,BG、NAG、AP的活性逐渐提高,且CK与T1 无显著差异。通过对黄酮类单体与黄酮通路基因表达量进行相关性分析可大部分单体与各黄酮基因呈显著相关,只有单体F6、F7 与绝大部分基因无显著相关性,而在基因中F3`5H、CHI与绝大多数单体无显著相关性。[结论]FZB42 一方面通过释放更多的胞外酶,增加土壤有效养分,为植物提供更好的养分环境,从而促进植物生长,另一方面通过调节基因的表达,促进生物活性物质的合成。受到田间复杂环境的影响对植株的促进效果有限,如何使用FZB42 在田间乃至青钱柳种植园中高效、稳定的提高青钱柳叶中生物活性物质的含量将成为后续要解决的问题。