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3.6×10～6 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。