一株红壤溶磷菌的分离、鉴定及溶磷特性

【目的】为了提高红壤磷素利用率,探讨溶磷菌溶磷机理。【方法】利用难溶性无机盐培养基从花生根际土壤样品中分离到一株溶磷菌C5-A,结合菌落形态特征、生理生化和16S rRNA序列确定该菌株的系统发育地位;通过菌株C5-A在NBRIP液体培养基培养过程中培养液pH变化确定其溶磷能力;利用液体发酵实验测定不同的碳源、氮源对菌株C5-A溶磷的影响;通过高效液相色谱检测C5-A在不同氮源培养液中有机酸的种类和浓度。【结果】菌株C5-A鉴定为洋葱伯克霍尔德氏菌(Burkholderia cepacia),遗传稳定性较好。在FePO4和AlPO4培养液中,菌株C5-A的溶磷量和pH变化呈显著负相关;菌株C5-A对磷酸三钙、磷酸铝、磷酸铁、磷矿粉均有较强的溶解能力,最高溶磷量分别为125.79、227.34、60.02和321.15 mg/L;菌株C5-A对不同浓度的两种磷矿粉有较强的溶解能力;分别以麦芽糖和草酸铵为碳源和氮源时溶磷量最高。高效液相色谱检测出10种有机酸,分别为草酸(葡萄糖酸)、乙酸、苹果酸、琥珀酸和5种未知有机酸,然而,乙酸而非草酸似乎是影响C5-A溶磷的重要有机酸。【结论】从红壤花生根际土壤中筛选到一株对难溶性无机盐具有较强溶解能力溶的菌株C5-A,有望为开发高效红壤微生物磷肥提供种质资源。     

棉花根际解磷菌的解磷能力和分泌有机酸的初步测定

利用特殊培养基对盐碱地棉花根际解磷菌进行了分离以及pH值和分泌有机酸能力的初步测定。利用溶磷圈法筛选出10个解磷能力较高的菌株进行深入研究,其中液体培养条件下测定了菌株的溶磷能力,有效磷在4.04~185.63 mg/L,其中wpL2溶磷量达到185.63 mg/L;测定了培养液pH值,下降到5.12~6.67,但是pH与溶磷量之间没有线性关系,测定了培养液的有机酸含量,菌株溶磷量与有机酸总量没有线性相关性,其中所分离到的解无机磷菌株均可以分泌酒石酸,除此之外,wpc1还分泌乙酸,wpc2和wpL2还分泌柠檬酸;分离到的解有机磷菌株均可分泌乙酸,除此之外,ypL1和ypc2分泌酒石酸,ypL3分泌柠檬酸,ypL2和ypc3分泌柠檬酸和丁二酸,均不能产生苹果酸。     

两株对花生促生的芽孢杆菌的鉴定及溶磷特性研究

土壤中绝大多数的磷以难溶态存在而不能被利用,溶磷微生物可以溶解难溶性磷,提高土壤的速效磷水平,从而促进植物生长。本研究利用盆栽实验测定从茶树根际分离的2株溶磷细菌对花生生长的影响,发现均具有显著促生效应,尤以HP9菌株表现更为明显。通过形态、生理生化试验及分子生物学方法进行鉴定,将HP9、HP10菌株分别鉴定为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)和坚强芽孢杆菌(Bacillus firmus)。研究2个菌株在不同碳氮源条件下的溶磷性,结果显示HP9菌株具有更强的溶磷能力,2个菌株溶磷的最优碳源均为葡萄糖,最优氮源则有明显差异,HP9菌株优先利用硝酸钾,而HP10菌株则以硫酸铵为氮源时溶磷量更高;进一步研究菌株的溶磷机制,相关性分析显示2个菌株培养液中的可溶磷含量与pH值呈显著负相关,GC-TOF-MS测定表明2个菌株代谢产物中产生的有机酸是其溶磷的重要原因,而产生的有机酸类型和含量的明显不同与菌株溶磷水平的差异有关,研究结果解析了芽孢杆菌属不同种菌株在溶磷机制上存在的多样性。     

石灰性土壤拉恩式溶磷细菌的筛选鉴定及溶磷特性

从山西石灰性土壤作物根际分离筛选出多株溶磷细菌,经过多次分离纯化得到一株溶磷能力较强的菌株W25,通过菌落形态、生理生化特性和16S rRNA序列分析,确定溶磷菌W25为拉恩式菌属.对W25溶解磷特性进一步研究表明:其对磷酸三钙、磷酸铝和磷酸铁最高溶磷能力分别为385.5、110.4、216.6 mg·L-1;在磷酸铝和磷酸铁培养液中,W25溶磷量与培养液pH的相关系数分别为0.56和0.81,呈极显著负相关;在不同碳氮源条件下,W25以葡萄糖为碳源和NH4NO3为氮源时对磷酸三钙的溶磷量最高,对碳源的利用顺序依次为葡萄糖＞乳糖＞蔗糖＞甘露醇＞淀粉,对氮源的利用顺序依次为NH4NO3 ＞NH4Cl＞(NH4)2SO4＞NaNO3＞KNO3.不同氮源对W25产生有机酸的种类影响较大,以铵态氮为氮源产生甲酸和乙酸,以硝态氮为氮源产生草酸和琥珀酸,以硝酸铵为氮源还产生柠檬酸.     

一株高效解磷肠膜明串珠菌的分离鉴定及解磷能力研究

【背景】植物根际土壤含有多种溶磷微生物,但是具有溶磷能力的肠膜明串珠菌未见报道。【目的】从脐橙根际土壤分离高效解磷菌,研究其解磷应用。【方法】通过初筛和复筛从23株菌中筛选解磷能力较强的菌株,同时采用钼蓝比色法测定磷含量。通过测定发酵液中小分子有机酸含量、磷酸酯酶酶活及pH值的变化,探究菌株的解磷机理。【结果】经过筛选得到9株具有一定解磷能力的菌株。通过菌种16S rRNA基因序列分析和生理生化实验确定其中一株菌为肠膜明串珠菌,命名为肠膜明串珠菌G7。培养基初始pH6.0、碳源为葡萄糖、氮源为硫酸铵时G7的解磷能力较佳。G7发酵过程中产生大量有机酸,而其酸性磷酸酯酶活性高于碱性磷酸酯酶。【结论】碳源、氮源以及初始pH值都能影响G7的解磷能力,其解磷能力主要缘于在发酵过程中产生了大量小分子有机酸,关于G7的解磷机理还需要更深入的研究。     

牡丹根际溶磷放线菌的筛选及其溶磷特性

通过从牡丹根际土壤中分离筛选溶磷放线菌,得到一株具有较强溶磷能力的菌株PSPSA1,根据形态特征、生理生化特性以及16S rDNA序列分析对菌株进行鉴定,并研究其溶磷遗传稳定性及溶磷特性.菌株PSPSA1被鉴定为白网链霉菌,具有较好的溶磷遗传稳定性.在不同磷源培养液中溶磷量依次为磷酸钙(158.5 mg·L^-1)>磷酸铝(139.9 mg·L^-1)>磷酸铁(127.7 mg·L^-1)>卵磷脂(45.6 mg·L^-1),在无机磷培养液中的溶磷量均与pH呈现显著负相关性,在有机磷培养液中的溶磷量与pH没有显著相关性.在不同碳源条件下的溶磷量依次为乳糖>葡糖糖>麦芽糖>果糖>蔗糖>淀粉>纤维素,在不同氮源条件下的溶磷量依次为蛋白胨>硝酸铵>硫酸铵>硝酸钾>尿素,以葡萄糖为碳源、蛋白胨为氮源时,菌株的溶磷量最高可达202.6 mg·L^-1.土培60 d,单施菌株土壤有效磷含量比对照增加68.2%,菌株与有机肥混施土壤有效磷含量比单施有机肥增加76.7%.表明菌株PSPSA1能够溶解多种难溶磷,在土壤中溶磷效果显著,与有机肥混施其溶磷能力明显提高,有望成为高效生物磷肥的优良菌种.     

一株高效解磷菌的筛选及其解磷效果验证

为开发新型、安全及高效的解磷菌肥,从农田中分离筛选出多株菌,通过解磷能力验证,最终选出解磷能力最强的X-P18菌株,经16S rDNA分析鉴定为贝莱斯芽孢杆菌。同时,通过优化X-P18菌株液体发酵培养条件并测定发酵液中小分子有机酸种类,初步探究菌株的解磷机理。将该解磷菌施用于黑叶葵扇白菜盆栽,并对小白菜的基本指标进行分析。结果表明,X-P18菌株在无机磷液体培养基中,溶磷量为495.4 mg/L,具有分泌乙酸及其他少量小分子有机酸的特性。培养基初始接种量为1%、pH8.0、碳源为甘露糖、氮源为硫酸铵、培养温度为30℃时,X-P18菌株的解磷能力最佳,溶磷量为582.4 mg/L,比优化前高出17.6%。在X-P18菌剂添加量为2×10~9CFU/盆时,对黑叶葵扇白菜的促生效果最明显,鲜重增加65.5%,叶片全磷含量增加46.9%。     

一株高效溶磷产红青霉培养条件优化及其溶磷特性

为了减少农业生产中化学肥料的使用,本研究利用无机磷培养基对富磷的茶树（Camellia sinensis L.）根际微生物进行筛选,获得一株对磷酸三钙具有高效降解能力的真菌菌株JL-1,经鉴定为产红青霉（Penicillium rubens）。通过检测菌株JL-1在溶磷过程中发酵液的pH值、磷含量和有机酸含量变化发现,该菌株在无机磷培养基中,发酵液pH值与葡萄糖酸含量、pH值与磷含量以及葡萄糖酸与磷含量分别呈显著负相关、显著负相关和显著正相关,且在电子显微镜下观察到磷酸三钙颗粒表面存在被侵蚀痕迹,深入分析发现菌株JL-1通过分泌葡糖糖酸实现侵蚀磷酸三钙与溶磷的目的。通过单因素试验、Plackett-Burman设计试验、最陡爬坡试验和中心组合试验等一系列试验对培养条件进行优化发现,菌株JL-1溶解磷酸三钙的最佳碳源和氮源分别是葡萄糖和硫酸铵。葡萄糖含量、磷酸三钙含量和温度是影响菌株JL-1溶磷能力的主要因素,在葡萄糖29.8 g/L,磷酸三钙7.1 g/L,温度31.9℃的条件下,菌株JL-1在无机磷培养基中的溶磷能力达到最佳,溶磷量达到1 194.15 mg/L,是初始值的近3倍。在...     

一株伯克霍尔德菌的筛选鉴定及溶磷性能优化

为解决我国大部分耕地土壤中可溶性磷含量不足、植物生长困难的问题,本研究对一株溶磷微生物(PB)进行了筛选鉴定及溶磷性能优化。结果表明: 菌株PB属于伯克霍尔德菌。该菌具有固氮和分泌吲哚-3-乙酸(IAA)等植物促生能力,对大肠杆菌也表现出一定的抑制效果;在pH 8.0～10.0范围内,菌株PB仍然能够保持较高的活性和溶磷能力,具有良好的耐碱性;溶磷性能优化结果表明,在30 ℃、pH 7.0、180 r·min^-1条件下,以葡萄糖为碳源、硫酸铵为氮源、磷酸三钙为磷源和添加50 μmol·L^-1赖氨酸时,菌株PB的溶磷能力达到最优,溶磷量为569.33 mg·L^-1,是优化前的1.9倍。该菌代谢过程中主要分泌柠檬酸、丙二酸和葡萄糖醛酸,添加赖氨酸后其分泌的有机酸种类不变,含量明显增加。盆栽试验表明,施用 PB菌肥能够显著促进大蒜幼苗的生长,而添加赖氨酸后促进效果更明显。与对照相比,PB加赖氨酸处理苗高增长18.6%,苗直径增长16.7%,地上部分鲜重和干重分别增长15.7%和22.1%,地下部分鲜重和干重分别增长22.0%和28.7%。土壤磷含量检测结果表明,PB和PB加赖氨酸处理土壤速效磷含量分别为对照的2.1和2.3倍,表明施用PB菌肥能够提高土壤中可溶性磷含量,而添加赖氨酸可以进一步强化PB菌肥的溶磷性能。     

解磷菌发酵及溶磷条件的研究

从新疆盐碱土中分离纯化得到一株高效解磷菌PS-3,为改善盐碱地磷素供应提供菌种资源。采用单因素和正交试验,对菌株PS-3的发酵条件和溶磷能力进行分析。结果表明,菌株PS-3较适发酵条件为温度35℃、pH 7和盐浓度1%,其对碳、氮源的利用顺序依次为葡萄糖>麦芽糖>果糖>蔗糖>乳糖,硝酸铵>硝酸钠>氯化铵>硫酸铵>尿素,菌株PS-3最适溶磷条件为2%葡萄糖、0.01%硝酸铵、温度35℃、初始pH 7.5、盐浓度2 g/L、接种量4%,在此条件下,其对磷酸三钙的溶解量可达100 2.95mg/L。该菌株具有一定耐盐性和良好的溶磷能力,在生物溶磷方面具有较好的应用潜力。     

Nutritional requirements ofPrevotella sp. Isolated from the rumen of the goat

The nutritional requirements forPrevotella sp. 4PCCNB2 isolated from the rumen of a native goat in Korea and those of the ATCC 19189 strain isolated from the bovine rumen were investigated. The two strains grew well with ammonium sulfate as the sole added nitrogen source. However, neither a complex of amino acids nor casein hydrolysate effectively replaced ammonium sulfate. Biotin,p-aminobenzoic acid, and vitamin B₁₂ were essential to culture the ATCC 19189 strain. Unlike the ATCC 19189 strain, however, B₁₂ was only stimulatory for the growth of the 4PCCNB2 strain. The 4PCCNB2 strain grew well in the basal medium without an individual acid such as acetic acid or valeric acid. In contrast, either acetic or valeric acid was absolutely required for the growth of the ATCC 19189 strain.     

Effect of Carbon and Nitrogen Sources on Phosphate Solubilization by a Wild-Type Strain and UV-Induced Mutants of Aspergillus tubingensis

The mechanisms of action of phosphate solubilization were studied in the wild-type strain Aspergillus tubingensis and the phenotypic mutants derived from it. The P solubilization activities of these isolates were measured in liquid media using different carbon and nitrogen sources. All the mutants showed higher P solubilization compared to the wild type. Glucose and sucrose significantly promoted P solubilization compared to fructose, lactose, galactose, and xylose. Potassium nitrate significantly increased P solubilization compared to other nitrogen sources such as ammonium sulfate, ammonium nitrate, aspargine, and tryptophan. The P solubilization activity was strongly associated with the production of organic acids, especially succinic acid and acetic acid. The enzyme activities such as acid phosphatase and phytase also increased significantly in mutants compared to the wild type. These results suggested the role of these enzymes in P solubilization apart from the organic acid exudation and H⁺ pump in A. tubingensis.     

黄土高原天然和人工油松林根际土壤解磷细菌群落特征及其功能

为了揭示油松-根系微生物的互作关系及其对油松林分稳定性的影响,本研究选择陕西省黄龙县天然和人工油松林,采集油松根际与非根际土壤,测定非根际土壤化学特性,分离纯化根际土壤解磷(有机磷和无机磷)细菌,通过DNA基因测序鉴定解磷细菌,并测定解磷细菌的解磷能力。结果表明: 天然油松林非根际土壤中全碳(TC)、全氮(TN)含量以及C/N、N/P极显著高于人工油松林。2种油松根际土壤中共鉴定出20属65种解磷细菌,其中以芽孢杆菌属、链霉菌属和假单胞菌属为优势菌群;天然油松林根际解磷细菌多样性、丰富度和均匀度指数均高于人工油松林,而优势度指数低于人工油松林。链霉菌属与非根际土壤TC、TN和C/N、N/P呈正相关,而芽孢杆菌属和假单胞菌属与非根际土壤硝态氮、铵态氮、有效磷及全磷含量呈正相关。2种油松林根际土壤不同解磷细菌的解磷能力存在差异,其中天然和人工油松林根际共有的解磷细菌为假单胞菌Pseudomonas sp.34-5,其对磷酸钙的解磷能力最高,为11.40 μg·mL^-1;天然油松林根际独有的解磷细菌蕈状芽胞杆菌BF1-5对卵磷脂的解磷能力最高,为4.58 μg·mL^-1。该林区2种油松林根际解磷细菌菌群结构存在显著差异。与人工油松林相比,天然油松林根际土壤解磷细菌群落多样性更丰富且分布更均匀,解磷能力普遍高于人工林。     

荧光假单胞菌CLW17菌株pqqE和GDH基因的功能

[背景]磷是植物生长所必需的大量元素,但绝大多数不能被植物吸收利用。然而溶磷微生物能够分泌有机酸来溶解土壤中难溶性磷,提高土壤中磷的利用率,促进植物生长,提高作物的产量和品质。[目的]探究高效解磷荧光假单胞菌CLW17菌株的pqqE和GDH基因的生理学功能。[方法]利用生物在线软件对2个基因编码蛋白进行生物信息学分析。利用同源重组技术分别获得pqqE和GDH基因缺失突变株(CLW17ΔpqqE,CLW17ΔGDH),并使用接合转移的方式获得回补菌株(ΔpqqE/pqqE,ΔGDH/GDH)。分别采用NBRIP培养基、钼锑抗比色法及高压液相色谱法(HPLC)对野生型、突变株及互补株的溶磷及产有机酸能力进行检测。[结果]pqqE和GDH基因编码氨基酸数目分别为390和803,均无信号肽。pqqE无跨膜结构域,而GDH预测有5个跨膜结构域。pqqE和GDH基因是CLW17菌株的溶磷相关基因,2个基因的缺失均使该菌株的溶磷能力显著下降,而回补株可以恢复溶磷能力。CLW17野生株能分泌多种有机酸,其中葡萄糖酸(gluconic acid,GA)含量最多,其次是乙酸;但敲除株产有机酸的能力明显降低...     

一株高效解磷菌的筛选鉴定及溶磷性能

【背景】土壤中大部分磷元素是以难溶性磷酸盐的形式存在,不能被农作物有效利用,而传统化学肥料会带来环境污染等问题。【目的】解决土壤磷缺失现状,开发新型、安全、高效的微生物菌肥。【方法】取武汉科技大学图书馆后土壤为试验材料,筛选出一株高效解磷菌。通过个体形态鉴定、生理生化鉴定、16S rRNA基因序列分析鉴定菌株,以NBRIP为基础培养基进行条件优化,借助高效液相色谱进行细菌解磷机理探究。【结果】所筛选的高效解磷菌株为唐菖蒲伯克霍尔德氏菌(Burkholderia gladioli)。在20种氨基酸中,D-蛋氨酸对菌株的生长和溶磷促进作用最好,促进效果达到19.09%和16.16%,甲酸钠对菌株的生长和溶磷有抑制效果,抑制效果达到39.08%和10.66%。该菌株通过分泌葡萄糖醛酸、D-L-苹果酸等有机酸溶解环境中的磷酸盐,将菌株制作成菌肥对辣椒幼苗有明显的促生长作用。【结论】利用唐菖蒲伯克霍尔德氏菌(Burkholderia gladioli)分泌有机酸溶解土壤中的磷酸盐,可为生物肥料的制备和应用提供一定的理论参考。     

杨树根际解无机磷细菌Mp1-Ha4的鉴定及其解磷机理

解无机磷细菌能够溶解土壤中的难溶性磷酸盐,增加土壤有效磷含量,促进植物生长。以一株杨树根际土壤中筛选得到的解无机磷细菌Mp1-Ha4为研究对象,利用分子生物学的方法对该菌株进行鉴定,测定了其对磷酸钙、磷酸铝和磷酸铁的解磷能力,并对该菌株9 d内的磷酸钙溶解动力学进行了研究。结果表明,解无机磷细菌Mp1-Ha4为一株西地西菌Cedecea sp.,其对磷酸钙的溶解能力远强于对磷酸铝和磷酸铁的溶解能力。在NBRIP液体培养基中,该菌株对磷酸钙的溶解能力达到了497.4 mg/L,在其对磷酸钙解磷过程中,培养基pH及可滴定酸度与解磷量分别呈显著负、正相关。高效液相色谱分析显示,该菌株在解磷过程中分泌了大量有机酸,主要包括α-酮戊二酸,酒石酸和苹果酸。分泌有机酸,降低环境pH可能是解无机磷细菌西地西菌(Cedecea sp.)Mp1-Ha4溶解难溶性磷酸盐的主要机制,同时该菌株对磷酸钙的高效溶解作用使其具有较大的研究和应用前景。     

一株耐盐日本曲霉的筛选及其溶磷促生作用

【目的】从内蒙古种植葵花的盐碱地中筛选高效溶磷真菌,为盐碱地增产节肥开发生物肥料提供溶磷菌种资源。【方法】利用ITS r DNA序列鉴定菌株、固体培养基测定耐盐性,液体摇床培养与盆栽试验结合分析菌株溶磷能力,盆栽和田间试验明确菌株M1促进作物生长和增产作用;LC-MS技术测定菌株M1在液体培养基中分泌有机酸和植物激素含量,明确菌株M1的溶磷和促生机理。【结果】溶磷菌株M1鉴定为日本曲霉(Aspergillus japonicus)。液体培养基接种菌株M1培养6 d,以Ca_3(PO_4)_2为磷源时上清液有效磷达1020.89 mg/L,溶解率为63.30%;以AlPO_4为磷源时有效磷达995.69 mg/L,溶解率为48.59%;以贵州开阳磷矿粉、江苏锦屏磷矿粉、云南晋宁磷矿粉、河北钒山磷矿粉和云南昆阳磷矿粉为磷源接种菌株M1,从晋宁磷矿粉释放的有效磷浓度最高,达到363.64 mg/L。菌株M1可耐受10%NaCl。将M1制备的菌剂分别接种于施用Ca_3(PO_4)_2、AlPO_4和开阳磷矿粉3种磷源的4种盆栽试验土壤包括北京石灰性潮土、安徽黏性潮土、安徽水稻土和山东沿海盐潮土。结果显示,菌株M1对玉米植株促生效果显著,玉米植株鲜重比对照提高2.14%–90.91%、干重增加22.15%–268.28%;土壤有效磷提高21.81–24.27 mg/kg。菌株M1与4种土壤的适配性均高于对照菌株DSM 821。田间小区花生产量结果显示,接种溶磷菌剂M1增产效果最好,花生果实产量达4.46 t/hm~2,比不接种菌剂的对照处理增加0.81 t/hm~2,增产22.19%。菌株M1在含有磷酸三钙、磷酸铝和开阳磷矿粉3种难溶磷培养液中经过6 d培养,均产生7种有机酸,其中草酸和柠檬酸含量最高,分别为616.16 mg/L和413.69 mg/L;培养液均能检测到吲哚乙酸(IAA)和玉米素,IAA含量为15.45–77.58 mg/L,玉米素浓度为0.06–0.11 mg/L。【结论】获得了一株高效溶解多种难溶磷的日本曲霉菌M1,它能显著增加土壤有效磷、促进玉米生长和花生增产,与4种典型土壤适配性好,具有良好的农业应用前景。     

一株溶植酸磷类芽孢杆菌的分离筛选及对水稻幼苗的促生作用

采用溶磷平板筛选和重金属耐性复筛相结合,从薇甘菊根际分离到一株兼具多重金属抗性的溶磷细菌(编号为ZLT11),16S rRNA 基因序列分析显示,该菌株属于类芽孢杆菌。菌株对植酸钙和植酸的溶磷量分别为84.10和73.84 mg·L^-1,其在30 ℃、初始pH为9.0时对植酸钙的溶磷量最高,达95.66 mg·L^-1。菌株ZLT11能耐受≤400 mg·L^-1 Pb ²⁺、≤100 mg·L^-1 Cd ²⁺及≤40 mg·L^-1 Hg ²⁺,当添加植酸钙为磷源时,接种菌株ZLT11使水稻幼苗平均根长、根数、苗高和总生物量较对照幼苗分别增加106.7%、76.6%、49.0%和46.3%。菌株ZLT11还能显著促进水稻幼苗在Cd胁迫下的生长。