突然来临的冻害，会给农业生产造成重大损失。

一个偶然的机会，我们发现了放线菌的抗冻害功能。

2008年，我们正在进行《西芹连作障碍发生机制及放线菌修复》研究。其中的部分内容为放线菌对西芹的抗病促生作用。该研究采用盆栽试验进行，这是我的硕士研究生王玲娜的毕业论文研究工作。

在盆栽芹菜生长近6个月时，2008年11月12日夜间突降大雪，盆栽西芹均被大雪掩埋。

被大雪掩埋12 h，相当于西芹在零度下冻害处理12 h。

在2008年11月13日清晨，我们将种植西芹的试验盆从雪中挖出，清除积雪后出现了一个令人惊异的现象：有的盆栽西芹茎叶挺直，有的西芹茎叶凋萎倒伏，差异极为明显。

经仔细核对不同盆的处理方式，发现凡是茎叶挺直未凋萎的处理，盆栽土壤中均接种了放线菌；凡是茎叶凋萎倒伏的处理，均是未接种放线菌的对照。可惜当时未及时拍照留下资料。

遭受降雪冻害，西芹茎叶凋萎倒伏，说明此时植物细胞液发生外渗，细胞大量脱水萎蔫，是冻害导致茎叶细胞膜结构破坏的结果。

西芹茎叶仍保持挺立，表明植物细胞液未发生外渗，细胞脱水轻微，西芹茎叶细胞膜结构未遭到强烈破坏，细胞膜结构比较完整。

上述差异表明，突然降临的冻害对接种放线菌活菌处理的西芹茎叶细胞膜结构的破坏作用较小，对未接种放线菌的西芹茎叶细胞膜的破坏作用大。

换言之，放线菌接入西芹根区土壤，通过某种未知机制加固了细胞膜结构，使其能保持较高的稳定性和完整性，提高了西芹在冻害突然降临时的抗冻能力，显示出放线菌活菌对西芹茎叶细胞膜具有保护作用。

为了证实在盆栽土壤中接种放线菌活菌确有抗冻功能，我们立即采集放线菌接种和未接种对照的西芹叶片，用电导仪测定热处理前、后西芹叶片外渗液的电导率，计算细胞膜的相对透性及冻害对叶片的伤害率。

测定结果证实了我们的推测：放线菌活菌确实具有提高植物抗冻害的功能。

从我们的研究结果可以得到如下结论：

1.病原真菌会加重冻害。

病原真菌具有“助纣为虐”、强化冻害对植物细胞膜破坏程度的能力。

不同病原真菌在冻害突然发生时，对细胞膜的破坏程度按尖孢镰刀萎蔫菌＞互隔交链孢菌＞接骨木镰刀菌排序。对植物危害大的病原菌，对冻害的强化作用大。

2.放线菌适量接种显著减轻冻害对芹菜叶片细胞膜的破坏作用。

球孢链霉菌球孢亚种在中量接种时，可使芹菜叶片细胞膜透性降低37.0%，对茎叶细胞膜有较强的保护能力；但密旋链霉菌在高量接种时，显著加重冻害对西芹叶片细胞膜的破坏作用。

细胞膜透性愈低，细胞膜的完整程度愈高，细胞液外渗愈少，茎叶挺拔直立程度愈高。

3.在病原真菌存在时，放线菌适量接种，能大幅度减轻冻害对西芹叶片细胞膜的破坏作用。

如在尖孢镰刀萎蔫菌存在时，密旋链霉菌活菌接种，能使西芹叶片细胞膜透性降低58.7%~64.5%（图1）。病原真菌的致病性愈强，放线菌活菌对西芹叶片细胞膜结构的保护作用愈强。

图1.病原菌尖孢镰刀菌存在时放线菌对西芹茎叶细胞膜透性的影响

（Fv：单独接种尖孢镰刀菌；Fv+Act12、Fv+Act7及 Fv+Act28分别为尖孢镰刀菌与密旋链霉菌、球孢链霉菌及球孢链霉菌球孢亚种混合接种；1.0、1.5及2.0g/kg为土壤中放线菌活菌的接种量；**表示放线菌接种处理与对照差异极显著）

冻害突然降临时，植物没有低温适应过程，植物细胞内尚未发生逐渐降温时的生理生化调节反应。冻害发生后放线菌处理与对照细胞膜透性存在的差异，也反映出在非冻害条件下二者的细胞膜本身就存在差异；即放线菌适量接种，能提高西芹茎叶细胞膜结构的稳定性，抗逆性及抗破坏能力，不仅仅是抗冻能力。

放线菌活菌接种在土壤中，与茎叶未发生直接接触，放线菌的作用如何通过根系传导到地上的茎叶中，如何抗击冻害对细胞膜结构的破坏，详细机制并不清楚。

原生质浓度、原生质中可溶蛋白含量及多糖含量，细胞膜上的脂多糖、脂蛋白及磷脂结构与含量等均影响细胞膜结构的稳定性和抗冻性。
我们的大量研究也明，放线菌能显著降低MDA(丙二醛)含量，减轻膜脂质因过氧化造成的膜损伤和破坏程度，也从另一角度显示了放线菌对细胞膜的保护能力。

放线菌如何影响决定植物细胞膜结构抗逆性的精细生理生化过程，至今仍是未解之谜。

冻害改变了我们原定的放线菌对西芹的防病促生作用研究计划。

有些测定项目因冻害无法继续进行。

但冻害却给我们提供了一个意外的机会：“揭秘”了放线菌不为人知的抗冻功能。

放线菌抗冻害功能的作用机制尚待进一步研究。

该发现详见王玲娜硕士论文：内蒙芹菜连作障碍微生物修复研究