种子萌发是植物生长发育的基础,也是植物生长发育的起始阶段。及时发芽和均匀出芽是现代农业生产系统中许多作物的关键决定因素,且与随后的植物生长和发育密切相关,并最终影响着谷物的产量和质量。微生物促进剂因其环境友好和绿色可持续被广泛应用于改善土壤环境、促进种子萌发与植物生长以及增强植物抗逆性。枯草芽孢杆菌QM3是一株植物根际促生细菌,兼具促生、防治、定殖等功能,同时还可以提高植物抗逆性。本研究中用B.subtilis QM3处理小麦种子,对种子萌发形态指标、萌发早期β-淀粉酶活性的定性定量分析,以及B.subtilis QM3诱导的β-淀粉酶早期同工酶等进行研究,为枯草芽孢杆菌如何促进小麦种子早期萌发方面提供一定的科学依据。主要研究结果如下:(1)使用不同浓度的B.subtilis QM3处理小麦种子后,培养7天,分别测定发芽率、发芽势、芽长、根长、鲜重、干重、根冠比、总淀粉酶等指标。结果表明,在萌发前期,处理组的发芽率显著高于对照组(p<0.05),发芽势与发芽率的变化趋势相似;10~7CFU/m L B.subtilis QM3在芽长中增长最为明显,其中,在小麦种子萌发第4天时,与对照相比,芽长和根长分别增长了26.74±0.58%和39.33±0.32%;与对照相比,在第5天的时候,10~7CFU/m L B.subtilis QM3的鲜重和干重分别增长了16.22±0.36%和11.25±0.33%;在第4天时,地下部分鲜重,地上部分鲜重以及根冠比10~7CFU/m L B.subtilis QM3处理的与对照组相比分别增长了20.53±0.13%,13.98±0.12%和5.75±0.16%,并且在小麦萌发早期,其总淀粉酶的含量在6 h时明显上升,10~6CFU/m L B.subtilis QM3在6 h时,比对照组增加了18.8±0.17%。(2)用不同浓度的B.subtilis QM3处理后,对种子萌发早期进行了淀粉酶的表观活性,胚乳的液化和β-淀粉酶的活性的测定。结果表明,与对照组相比,处理组淀粉酶的表观活性和胚乳液化的变化比对照组明显得多。萌发6 h,用10~6CFU/m L B.subtilis QM3处理的种子β-淀粉酶活性显着增加18.5±0.25%。此外,在α-环糊精预处理后,在萌发的同一阶段,β-淀粉酶的活性显著增加(p<0.05)23.4±0.94%(10~6 CFU/m L)。萌发早期β-淀粉酶的活性增加是B.subtilis QM3促进小麦种子萌发的重要原因之一。(3)用非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定小麦种子萌发早期β-淀粉酶同工酶。结果表明,B.subtilis QM3处理的小麦种子在萌发3-6 h时,β-淀粉酶同工酶的条带宽度和亮度呈增长趋势,而且在萌发6 h时达到效果最为显著,而在萌发早期基本上检测不到α-淀粉酶同工酶条带。小麦种子萌发早期β-淀粉酶同工酶的增加可能是B.subtilis QM3促进种子萌发的主要原因之一。通过B.subtilis QM3分别与游离态和结合态的β-淀粉酶处理发现,B.subtilis QM3既可以通过增加游离态的β-淀粉酶,也可以通过释放结合态的β-淀粉酶来提高β-淀粉酶活性。β-淀粉酶抑制剂可以明显抑制淀粉酶的活性,而α-淀粉酶激活剂与抑制剂对淀粉酶的影响均不明显,进一步说明对小麦种子萌发早期起作用的是β-淀粉酶而不是α-淀粉酶。(4)B.subtilis QM3诱导的小麦萌发早期β-淀粉酶同工酶的特性表明,β-淀粉酶同工酶在40℃时,活性最高,而到了70℃,基本上检测不到β-淀粉酶的存在;在p H在4-7时,酶活性较稳定,只有在强酸或者强碱中,β-淀粉酶才会失去活性。综上,B.subtilis QM3可以通过增强小麦种子的发芽率、发芽势、根长、芽长、干重、鲜重等形态指标来促进小麦种子的生长;B.subtilis QM3可以通过迅速提高小麦萌发早期β-淀粉酶的活性,促进小麦种子萌发;B.subtilis QM3诱导的β-淀粉酶的上升既可以通过游离态β-淀粉酶的激活,也可以通过结合态β-淀粉酶的释放引起。为B.subtilis QM3促进种子萌发并应用于农业生产等方面提供一定的理论依据。