Burkholderia sp.GD17对水稻幼苗镉耐受的调节

探究根内生菌Burkholderia sp.GD17在水稻对镉(cadmium,Cd)胁迫应答中的调节作用,为减少Cd的积累、提高植株的Cd耐受性奠定基础.以接种GD17和未接菌的幼苗为材料,在添加Cd条件下,分析其生理生化代谢和相关基因表达.接菌5 d后,根中GD17菌的数量达到3.6×106 CFU/g根鲜重,且在植株生长过程中内生菌数量维持在这一级别.Cd暴露(20和40 mg/kg土壤)20 d后,接种GD17植株的干(鲜)重显著高于未接菌植株.接种GD17和未接菌植株根中的Cd含量无显著差异,但前者地上部的Cd含量是后者的43％.Cd胁迫下,接种GD17根和叶片的丙二醛含量分别是未接菌植株的78％和64％.与未接菌植株相比,接种GD17叶片的超氧化物歧化酶活性降低,但过氧化物酶和过氧化氢酶活性均升高.接种GD17有效阻止了光合作用的损伤,如减缓Cd引发的总叶绿素含量、净光合速率和气孔导度的下降,以及胞间CO2浓度的升高.叶绿素荧光成像进一步反映了GD17对光合作用的保护性影响.与未接菌植株相比,接种GD17植株根中所有分析的与Cd耐受相关基因的表达水平均显著升高.根部接种GD17可系统性地减轻Cd对水稻幼苗的伤害,其可能的机理包括:降低Cd的根-茎运输、减轻Cd引发的氧化伤害和对光合作用的损伤;上调Cd耐受相关基因在根中的表达.基于此,GD17菌株在低Cd水稻生产中具有潜在的应用价值.