1. 简介

大蒜是一种食品香料和调味剂，也具有一些药用价值。大蒜在世界各地都有种植，它产生雌雄同体的花朵和带有细叶的复合球茎。含有有机硫化合物的大蒜的叶、花和丁香在古代被用来治疗各种疾病[ 1 ]。PGPR 和牛粪施用提高了芦笋植株叶面积指数、产量、叶重和根重 [ 2]。大蒜富含多种被称为饮食重要元素的植物营养素，并含有硫代亚磺酸盐和具有药用价值的挥发性硫化合物，可治疗多种疾病，包括心脏病、癌症、肥胖、高胆固醇血症、胃肠道紊乱、白内障、糖尿病2型和高血压。大蒜含有硫代亚磺酸盐，具有烹饪稳定、无刺激性的优点[ 3 ]。与中国大蒜品种和白蒜品种相比，紫蒜品种的阿魏酸和酚类含量较低[ 4 ]。大蒜的种类有很多种。与中国大蒜和白蒜相比，紫蒜的阿魏酸和酚类含量较低[ 5 ]。

PGPR合成植物激素，固定大气氮，提高植物的抗逆能力，抑制有害微生物，促进养分的吸收[ 6 ]。PGPR 通过合成吲哚-3-乙酸 (IAA) 的能力促进玉米光合作用和发育[ 7 ]。PGPR 增强磷和氮的供应并控制病原体[ 8 ]。接种 PGPR 的植物产量和生长显着增加 29.29% 至 9.6%。PGPR 应用为环境友好型农业方法带来了有希望的结果 [9 , 10]。

假单胞菌属物种被认为 是理想的物种，因为它 具有广泛的植物生长潜力（硝化、IAA 和铁载体合成）[ 11 ]。这项工作资助了生物接种剂对大蒜产量的管理。我们系统地比较了根际细菌对大蒜生长和生化参数的附着特征。

2. 材料和方法

2.1. PGPR的接种

将一瓣大蒜（Desi 品种）用高压灭菌的蒸馏水清洗。通过接种 48 小时龄的细菌菌落，在 Luria Bertani (LB) 培养基中制备恶臭假单胞菌、施氏假单胞菌和蜡状芽孢杆菌的细菌接种物，并将其置于振荡培养箱中。将蒜瓣在细菌接种物中浸泡2小时。对于未接种的植物，将丁香浸泡在LB中相同的时间。

为植物提供的处理细节如表 1所示。

2.2. 发芽率

发芽率计算为：发芽丁香数/丁香总数×100。

2.3. 生化分析

2.3.1. 叶中的黄酮类化合物

球茎和叶中黄酮浓度的测定参照智深和建明的方法[ 12 ]。用甲醇 (80%) 制备叶和球茎匀浆，并以 2000 rpm 离心 20 分钟。AlCl 3试剂(1.5 ml)和0.6 ml结晶乙酸钠，在100 mL AlCl 3试剂中液化。将1.6ml AlCl 3试剂和0.6ml水添加到上清液(3.5ml)中。相对于空白在 430 nm 处测量光密度。类黄酮表示为毫克槲皮素每克叶（毫克QE/克）。

2.3.2. 酚含量

以没食子酸为标准，按照 Singleton 和 Jones 法[ 13 ]测定球茎和叶酚含量。将新鲜叶子的水提取物(1mL)与9mL水(去离子)和Folin-Ciocalteu试剂(1mL)均化，并在混合物中进一步加入10mL碳酸钠(7％)。将混合物在 28°C 下孵育 90 分钟，在 765 nm 处记录光密度。总酚含量以每克叶子的没食子酸毫克数表示。

2.3.3. 叶绿素和类胡萝卜素含量

采用Arnon方法测定叶片叶绿素a、b和类胡萝卜素含量[ 14 ]。将叶子（100 毫克）在 80% 丙酮中匀浆，在 90°C 水浴中孵育（5 分钟）。将提取物以 3000 rpm 离心 15 分钟。记录上清液的光密度，分别与丙酮（80%）空白相比，在 480、663 和 645 nm 处的类胡萝卜素和叶绿素a、b含量。

叶绿素a (mg/g FW) (12.7 × OD 663 ) − (2.69 × OD 645 ) × 样品体积/叶子的 FW。

叶绿素b (mg/g 鲜重) (22.9 × OD 645 ) − (4.68 × OD 663 ) × 样品体积/叶子的 FW。

总叶绿素（mg/g 鲜重） (12.7 OD 663 ) − (22.9 OD 645 ) 样品体积/叶子的 FW。

类胡萝卜素（mg/g 鲜重）= 4 × OD 480 × 样品体积/叶子的 FW。

2.3.4. 叶和球茎中糖含量的测定

球茎和叶糖按照Dubois等人的方法测定。[ 15 ]以葡萄糖为标准。将球茎和叶子样品在 10 mL 去离子水中混合，研磨并以 3000 rpm 离心 10 分钟。在 0.1 mL 上清液中进一步补充 1 mL 0.5% (v/v) 苯酚。将反应混合物在 24℃ 室温下孵育 2 小时，然后补充 89% 硫酸 (5 mL)。相对于空白在 420 nm 处测量光密度。

2.3.5。叶和球茎中蛋白质含量的测定

球茎和叶蛋白质含量按照Lowry等人的方法测定。[ 16 ]考虑牛血清白蛋白（BSA）作为标准。将 0.1 g 叶子和球茎样品在 1 mL pH 值为 6.4 的磷酸盐缓冲液中均质化。将混合物以 3000 rpm 离心 10 分钟。将50ml Na 2 CO 3、NaOH和NaK-酒石酸盐和1ml CuSO 4.5 H 2 O的混合物与上清液溶液(0.1ml)均化并涡旋10分钟。Folin-苯酚试剂 (0.1 mL) 孵育 30 分钟。在 650 nm 处测量样品的吸光度。以下公式用于可溶性蛋白质。

2.4. 统计分析

研究数据的统计分析采用Statistix软件8.1版进行。每个处理 3 个重复，每盆 6 株植物。这些花盆采用完全随机设计（CRD）进行安置。图中的条形代表标准误差，而字母（a、b 和 c）表示 Tukey 的 HSD 测试的统计平均值 (p > 0.05)。酒吧上的相似字母没有显着差异。

3. 结果

3.1. 发芽率分析

表2中呈现的结果显示所有接种的植物均导致发芽率显着提高。与对照相比，蜡状芽孢杆菌处理的发芽率增加最多（83%），而施氏假单胞菌处理的发芽率增加最小（42%）（C）。

3.2. 叶数和鳞茎直径分析

表2结果表明，所有处理均增加了叶片数和球茎直径，其中蜡状芽孢杆菌的叶片数增加最多（50%） ，而恶臭假单胞菌、施氏假单胞菌与对照相比对叶片数没有显着影响（C ）。与对照（C）相比，施氏假单胞菌的球茎直径增加最多（311%），恶臭假单胞菌的球茎直径增加最少（120%） 。

3.3. 根和叶长度的测量

所有处理中的根和芽长度均显着提高。与对照相比，施氏假单胞菌导致根长度增加最多（155%），而蜡状芽孢杆菌的根长度增加最少（42%）（C）。最大增加 (86%) 导致恶臭假单胞菌 (Pseudomonas putida)，最小增加 (83%) 出现在B中。与对照相比。

3.4. 球茎鲜重和干重的测量

在处理过的植物中观察到 PGPR 的显着刺激作用。与对照相比，恶臭假单胞菌的球茎鲜重 (FW) 增加最多 (297%)，蜡状芽孢杆菌处理的增加最少 (47%) (C)。相对于对照表2，在恶臭假单胞菌中注意到球茎干重的最大增加（34.6倍），并且在蜡状芽孢杆菌中导致最小增加（1.9倍）。

3.5. 根鲜重和干重的测量

表2中的结果表明，所有处理都导致根的鲜重和干重增加。与对照（C）相比，施氏假单胞菌记录了根鲜重的最大增加（1.9倍） ，蜡状芽孢杆菌观察到最小增加。与对照相比，根干重显示最大增加（153%）是施氏假单胞菌，最小增加（58.3%）是蜡状芽孢杆菌。

3.6. 芽鲜重和干重的测量

所有接种的植物均导致芽的鲜重和干重比对照显着增加（C）。与对照相比，芽鲜重显示最大增加（1.9倍）是在恶臭假单胞菌中，而在蜡状芽孢杆菌和恶臭假单胞菌中观察到的增加最少（C）。表2中指出，烟灰干重在T3中显示出最大增加（1.5倍），并且在T2中显示出最小增加92% 。

数据代表 3 次重复的平均值，± 代表其标准误差值。测量是在发芽 3 周后的营养期进行的。处理细节：C = 丁香浸泡在 LB 液体肉汤中，T1 = 丁香浸泡在恶臭假单胞菌(KX574857) 接种物中，T2 = 丁香浸泡在施氏假单胞菌(Kx 574858) 接种物中，T3 = 丁香浸泡在 PGPR蜡样芽孢杆菌(ATCC14579)中 接种物。按字母顺序排列的字母代表在 Statistix 8.1 软件上运行的 Tukey HSD 测试 (p < 0.05) 的统计平均值。具有相似字母的字母没有显着差异。

3.7. 叶片类胡萝卜素和叶绿素含量的测定

图1所示的结果表明，所有处理都会导致类胡萝卜素和叶绿素（a、b 、总叶绿素）含量的增加，在恶臭假单胞菌接种的植物中发现叶绿素a的最大增加（60%），而叶绿素a的增加最小(50%) 记录在蜡样芽孢杆菌中，超过对照 (C)。叶绿素 b 的最大增加 (1.8%) 记录在P中。恶臭处理和最小增加（1.5%）导致B。蜡状体过度控制。恶臭假单胞菌 (Pseudomonas putida)记录了总叶绿素的最大增加 (50%)治疗与对照相比。与对照相比，类胡萝卜素含量的最大增加是由蜡状芽孢杆菌引起的，而最小增加(20%)是由恶臭假单胞菌处理引起的。

3.8. 球茎和叶中糖的分析

所有处理均显着提高了球茎和叶片的糖含量（图2）。球茎糖的最大增加（40.3 倍）记录在 T1 中，最小增加（2 倍）导致

3.9. 球茎和叶子中黄酮类化合物的分析

图 3中的结果表明，所有接种的植物的球茎和叶子中的类黄酮含量均较对照 (C) 显着增加。与对照相比，在 T2 中记录到球茎类黄酮含量的最大增加（1.2 倍），而在 T3 中增加最小（1 倍）。与对照相比，T1 = T3 处理中叶子的类黄酮含量增加最多（60%），而 T2 处理的增加最少（21%）。

3.10. 球茎和叶片中酚类物质含量分析

图 4中的结果显示，所有处理均导致酚类物质含量增加，与对照相比，T1 中球茎酚类物质含量增加最多（1.75 倍），T2 中增加最少（70%）。 ）。与对照相比，T2 叶片酚类含量增加最多（263%），T3 增加最少（48%）。

3.11. 球茎和叶子中蛋白质含量的估算

图 5中的结果表明，所有处理都会导致球茎和叶子的蛋白质含量增加。与对照相比，T2 期球茎蛋白质含量增加最多（38 倍），T1 期增加最少（21%）。与对照相比，T1 期叶片蛋白质含量增加最多，T3 期增加最少。

3.12. 田间叶片状况分析

枝条长度和直径显着增加。与 C 相比，T1 中观察到更高的叶子数和更深的绿色（图 6）。

4。讨论

该研究在温室中进行，有 4 个重复，其中用自来水灌溉的大蒜作为对照，T1、T2 和 T3 包括接种恶臭假单胞菌、施氏假单胞菌和蜡样芽孢杆菌的植物（大蒜） 。PGPR 在发芽和定植中发挥着重要作用，直接或间接促进植物生长和发育[ 17 ]。在本次调查中观察到，两种假单胞菌属。比蜡状芽孢杆菌更有效。在假单胞菌属物种处理中，球茎直径、球茎重量和长度（根和芽）也更大。观察到球茎尺寸和干重的更高增加恶臭假单胞菌接种可能是由于这种处理后枝条重量的更高增加。枯草芽孢杆菌和哈茨木霉在马铃薯中的应用可减少赤霉病并提高产量和有益细菌[ 18 ]。

恶臭假单胞菌处理的植物显示出根长度的最大增加，而施氏假单胞菌处理的植物导致芽长度的显着增加（表1）。较长的根使植物能够从土壤深处获取水分，因此植物可以更好地适应水分不足的条件。应用 PGPR 后，番茄植株的植物生物量和根长显着增加 [ 19 ]。枯草芽孢杆菌CBR05（PGPR 菌株）改善了水果品质 [ 20 ]。拟南芥接种巨大芽孢杆菌诱导根生长发育，增加根数和毛发长度。观察到的芽直径及其生物量的增加可能归因于根和芽生长等生长参数的改善。

根际细菌，例如芽孢杆菌、假单胞菌、 Pantone和节杆菌产生 植物激素并有效诱导对非生物胁迫的耐受性[ 21 ]。PGPR 提高植物干重、叶绿素和糖含量，最终促进植物生长[ 22 ]。用恶臭假单胞菌处理的植物表现出干重和叶绿素的更高增加。PGPR 产生植物激素并固定大气中的氮，随后促进植物生长[ 23 ]。研究表明，PGPR 评估了田菁叶绿素的产生。[ 24 ]]。另一方面，在Althaea of​​ficinalis L.中接种PGPR 可单独提高氨基酸和糖含量，与不同肥料结合可提高糖产量[22-25]。T1（恶臭假单胞菌）接种中记录的叶糖最大增加可能归因于叶绿素a和b中较高的叶绿素含量。PGPR 提高了干重、叶绿素和糖含量，最终增强了植物的发育和生长（Tap）（图 1）。在药蜀葵中接种 PGPR可以 单独提高氨基酸和糖含量，也可以与不同肥料结合使用。25 ]。类胡萝卜素是光保护色素，通过 PGPR 的应用，田菁中的产量得到了提高 [ 26 ]。

蜡样芽孢杆菌接种导致叶类胡萝卜素和酚类物质的更高增加。PGPR菌株枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌可促进类黄酮的产生并提高水果品质[ 27 ]。恶臭假单胞菌显示出最大的类黄酮产量。T1（恶臭假单胞菌）在叶子中表现出最多的类黄酮，并且在球茎中也具有较高的类黄酮（图2）。类黄酮具有药用价值，例如抗癌、抗氧化、抗炎和抗病毒特性[ 27 ]。

在所有PGPR菌株中，施氏假单胞菌处理的叶片中酚类物质含量最高，而恶臭假单胞菌处理的球茎中酚类物质含量丰富(图3 )。酚类物质是植物中的抗氧化剂，可提高果实品质、种子发芽、授粉、植物发育和繁殖 [28 , 29]。酚类物质可防止氧化损伤，提供针对癌症和心脏病的保护，保护植物免受植物病原体的侵害，并形成对各种胁迫的抵抗力[ 19 ]。恶臭假单胞菌在球茎蛋白生产中高效，而施氏假单胞菌在叶蛋白生产中高效。 PGPR 增强应激相关蛋白[ 30 ]。

在 C4 植物中，PGPR 增强的耐旱性几乎与浇水良好的条件相同，并以更好的方式帮助恢复干旱胁迫[ 31 ]。PGPR 可将球茎和叶的蛋白质含量提高约 38 倍。与叶片相比，PGPR 在增强蛋白质方面对球茎表现出更积极的作用（图 4）。与对照 (TAP) 相比，PGPR 增加了大蒜叶的直径和长度（图 5）。PGPR 处理后小麦酚类、类胡萝卜素和蛋白质含量增加，有助于植物减轻重金属毒性[ 21 ]。

5。结论

从目前的研究结果来看，T2（施氏假单胞菌）可能有利于生产较长的叶子，糖分适中，类黄酮和酚类物质含量较高，有利于球茎的生产。事实证明，用T1（恶臭假单胞菌）进行接种处理效果更好，因为显示出球茎直径、球茎生物量的最大增加以及最大酚类和类黄酮含量。