一株嗜松青霉JP-NJ4的解磷特性

【目的】土壤中磷素供应不足是造成马尾松林地力衰退的原因之一。本研究对前期从马尾松根际土样中分离筛选出的一株解磷能力较强的嗜松青霉JP-NJ4的解无机磷及解有机磷能力进行探讨。【方法】探究嗜松青霉JP-NJ4对4种无机磷源及2种有机磷源的降解能力,并对其分泌的有机酸和酶类进行测定,对其解磷特性进行初步分析。【结果】表明JP-NJ4菌株可在4种不同无机磷源的培养基中生长,其中对磷酸钙[Ca3(PO4)2]的解磷效果最好,对4种磷源的解磷能力大小为:磷酸钙磷酸铝磷酸氢钙磷酸铁;其分泌的有机酸种类主要为葡萄糖酸、草酸及丙二酸;JP-NJ4菌株的磷酸酶活性较高,并具有一定的植酸酶活性;同时对草甘膦具有较好的生物降解功能,降解率达49.6%。【结论】嗜松青霉JP-NJ4解磷能力受磷源的结构组成影响,且解磷能力与发酵液pH值呈负相关关系;该菌株分泌的葡萄糖酸和草酸对磷酸钙及磷酸铝的溶解效果较明显。本研究供试菌株嗜松青霉JP-NJ4具有良好的解磷功能,在作为林业生物菌肥方面具有极大的应用潜力。     

黑麦对难溶性磷酸盐的吸收及活化机制研究

以2个黑麦品种冬牧70和King为材料,研究了植物对难溶性磷酸盐的吸收及活化,以揭示植物抵御酸性土壤逆境的机制.结果显示,(1)在活性铝含量高的赤红壤中施用磷酸铝、磷酸铁、磷酸钙等难溶性磷酸盐后,植株的生物产量和磷的积累量分别增加了0.84~6.38倍和0.60~20.5倍,且施用难溶性磷酸盐后冬牧70的生物产量和磷的积累量的增加量明显高于King.(2)铝胁迫下2种黑麦根系分泌物中的阴离子组分均能溶解难溶性磷酸盐,而在中性或阳离子组分中的难溶性磷酸盐溶解不显著;HPLC图谱显示,阴离子组分中含有柠檬酸和苹果酸.(3)铝胁迫下根系有机酸分泌量随铝处理浓度(10、30、50μmol/L AlCl3)的增加而增加,而且在柠檬酸或苹果酸溶液中难溶性磷酸盐的溶解度显著增加,其溶解的磷随有机酸浓度的增加而增加.(4)黑麦冬牧70品种对难溶性磷酸盐的吸收、阴离子组分对难溶性磷酸盐的溶解及有机酸分泌作用均较King强.结果表明,在铝胁迫下根系分泌的有机酸是黑麦活化、吸收土壤中难溶性磷的有效机制.     

不动杆菌JL-1菌株的解磷机理

【背景】不动杆菌(Acinetobacter indicus) JL-1菌株可将土壤中难溶性磷转化为植物可吸收利用的可溶性磷,但其解磷机理尚不明确。【目的】探讨不动杆菌JL-1菌株的解磷机理。【方法】采用钼蓝比色法测定菌株在不同难溶性磷源中的解磷效果,确定最佳磷源;通过粒径测定法、超声破碎法、高效液相色谱法等多种方法,检测不动杆菌JL-1菌株在解磷过程中对磷酸钙的溶解作用、对磷的固化作用及产有机酸和磷酸酶酶活情况。【结果】不动杆菌JL-1菌株在磷酸钙液体培养基中解磷效果最佳,解磷量在48 h达到最高值118.04μg/mL。在解磷过程中,JL-1菌株对磷酸钙具有溶解作用,菌株自身固化了部分磷;可溶性磷的释放是发酵过程中产生的葡萄糖酸、丙酸、乙酸、乳酸等多种有机酸与磷酸酶共同作用的结果,有机酸中丙酸含量最高可达118.11 mg/mL;酸性磷酸酶酶活最高为22901.32μmol/(L·h),碱性磷酸酶酶活最高为23826.02μmol/(L·h)。【结论】不动杆菌JL-1菌株在解磷过程中对磷酸钙颗粒显示出一定的溶解作用,通过分泌有机酸和磷酸酶使可溶性磷释放,同时菌体固化了一部分磷,本研究为不动杆菌应用于农业生产提供了一定的实验数据参考。     

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。     

溶磷菌对4种难溶性磷酸盐溶解能力的初步研究

以4种难溶性磷酸盐为培养基,发现供试菌株溶解这些磷酸盐的特性差异很大,真菌溶磷能力普遍比细菌要高得多。以NO3-为氮源时的溶磷量通常高于以NH4+为氮源时的溶磷量,只有2TCiF2对氟磷灰石及4TCiF6对磷酸铝的溶解能力以NH4+为氮源时较高。大多数菌株较易溶解CaP(氟磷灰石和磷矿粉),其次为AlP(AlPO4),而溶解FeP(FePO4·4H2O的能力都比较弱,只有曲霉2TCiF2具有较强的溶解FeP能力,尤其是当供给NO3-时,溶解FeP的活性比供给NH4+时大幅度提高。欧文氏菌4TCRi22和肠杆菌1TCRi15能大量地溶解氟磷灰石,而两株节杆菌对磷矿粉的溶解能力最强。供试菌株的溶磷作用可能是由于分泌的有机酸与金属离子络合或螯合作用所致,欧文氏菌和肠杆菌溶解难溶性磷过程中,非有机酸物质可能在起主要作用。     

自生固氮菌活化土壤无机磷研究

以土壤为磷源,通过液体培养试验研究了5株自生固氮菌(Azotobacter sp.)对土壤无机磷的活化利用.结果表明,自生固氮菌能释放大量的氢离子,使液体培养基的pH大幅度降低,氢离子的浓度至少提高58倍以上.自生固氮菌分泌有机酸的种类与数量因菌株不同而异,这些有机酸包括甲酸、乙酸、草酸、丁二酸、柠檬酸、苹果酸和乳酸等,其中均能分泌草酸和苹果酸.在接种自生固氮菌的液体培养基中,全磷含量显著高于不接种的液体培养基,土壤无机磷总量则显著降低.由于土壤是培养基磷的唯一来源,故自生固氮菌促进了土壤无机磷的溶解释放.相关分析表明,培养基的pH值与土壤无机磷总量呈极显著正相关(r=0.959**,n=6),与液体培养基中的无机磷和全磷呈显著或极显著负相关(r =-0.850*;r=-0.918**,n=6),说明自生固氮菌分泌的氢离子可能是溶解土壤无机磷的原因之一.接种自生固氮菌显著降低土壤钙磷,土壤中的铁磷、铝磷和闭蓄态磷的降幅因菌株不同而异,其原因可能与有机酸分泌的数量和种类有关.     

麦田土壤解无机磷细菌的分离、筛选及其解磷效果

通过选择性解磷细菌培养基从麦田土壤中分离、纯化解无机磷细菌,并用钼蓝比色法定量研究磷细菌的解磷效果。结果表明通过选择性平板分离,发现麦田土壤中有15个菌株有解无机磷的作用,根据菌株直径和其解磷圈的大小,确定解磷能力较强的菌株9个;经过进一步分离纯化,选出单一无杂菌的菌株7个。解磷菌株经摇瓶培养后,比色测定培养液中磷的含量,通过比较发现其中5个菌株的解磷效果要显著优于其它两个菌株（P=0.05）。     

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。     

类芦根际溶磷真菌的筛选、鉴定及其溶磷能力分析

为揭示类芦(Neyraudia reynaudiana)等水土保持植物的耐低磷机制,开发溶磷菌种质资源,提高赤红壤磷素利用率,从类芦根际土壤中筛选到一株溶磷能力较强的真菌FP1,经形态学和ITS序列分析,鉴定为黑曲霉(Aspergillus niger)。3种难溶性磷酸盐液体培养基接种菌株FP1后,其pH值和溶磷量的动态变化显示,培养液的pH值均呈显著下降趋势。溶磷量与培养时间有关,除磷酸三钙外,菌株FP1对其他难溶性磷酸盐的溶磷趋势均为先上升再下降并趋于稳定。菌株FP1对不同磷源的最大溶磷率顺序为:磷酸铝(92.02%)磷酸三钙(41.62%)3种磷酸盐的混合物(35.86%)磷酸铁(19.20%)。FP1对磷酸铝和磷酸铁都具有较强的溶磷能力,表明抗逆性强的水土保持植物类芦根际土壤蕴藏着高效的溶磷微生物资源。     

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。     

解磷菌PSB-R全基因组测序鉴定及其解磷特性分析

采用生理生化指标结合分子生物学技术对解磷菌PSB-R进行分类学鉴定,确定为粘质沙雷氏菌（Serratia marcescens）,通过二代测序平台Illumina NovaSeq PE150对PSB-R进行全基因组测序,分析预测了与解磷能力相关基因及其他植物促生基因组成情况。通过响应面优化试验检测了PSB-R最大解磷能力为805.199 mg/L,连续培养10代后解磷能力稳定且对多种难溶性磷酸盐均具有溶解能力。本研究为解磷菌解磷机制的进一步研究提供了基因组数据基础,同时证实PSB-R具有应用于菌肥的潜力,为后续解磷菌肥的研制提供了研究基础。     

丢糟和磷矿粉高温堆肥中耐高温解磷菌的筛选及性能分析

为了解决高温极端环境下的磷素溶出问题,从高温堆肥中分离出具有耐高温能力的解磷微生物。该研究利用无机磷选择培养基,从添加磷矿粉和丢糟的高温堆肥样品中,分离筛选出5株耐高温解磷菌(细菌为GDB1-2;真菌为GDF1-3),并对这5株菌株进行形态学和分子生物学鉴定及解磷能力分析。研究结果表明,筛选获得的解磷菌株分别为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、多枝横梗霉(Lichtheimia ramosa)、烟曲霉(Aspergillus fumigatus)及构巢曲霉(Aspergillus nidulans)。该5株菌具有较好的耐高温和耐pH性能,各菌株耐高温范围为40-60℃,在50℃条件下其解磷能力均达到最大值,当初始pH 在5-9范围时各菌株均能保持一定的解磷能力。此外,通过解磷曲线发现各菌株的最高解磷量范围在136.85-174.33 μg/mL。该研究结果为后续开发高温环境微生物资源提供了素材,具有良好的应用推广前景。     

贵州两处茶园溶磷青霉菌的筛选、鉴定及溶磷能力分析

为维持土壤自然完整性、活化利用土壤中难溶性磷,从贵州名茶产地都匀、贵定茶园土壤中筛选高效溶磷真菌,为制备真菌肥料提供菌种资源。利用溶磷指数(SPI)、形态特征和ITS rDNA序列筛选、鉴定菌株,并采用液体摇床培养实验测定鉴定菌株在以磷酸钙、磷酸铁或磷酸铝为唯一磷源的无机磷液体培养基中的溶磷能力。共筛选到7个高效溶磷菌落,经形态观察分属2种菌株,鉴定为微紫青霉(Penicillium janthinellum)和赭绿青霉(Penicillium ochrochloron)。液体培养基接种、摇床培养15 d,微紫青霉菌在以Ca3(PO4)2、Fe3(PO4)2或AlPO4为唯一磷源的上清液中有效磷含量分别为73.47 mg·L^-1、30.93 mg·L^-1和14.00 mg·L^-1,4℃继续保存至30d后对Fe-P和Al-P的溶解量分别达到72.20 mg·L^-1、32.84 mg·L^-1;赭绿青霉菌培养15d的溶磷量分别为30.72 mg·L^-1、4.14 mg·L^-1和1.51 mg·L^-1,30d对Fe-P和Al-P的溶解量分别达到35.19 mg·L^-1和10.98 mg·L^-1。微紫青霉菌溶解无机磷能力明显优于赭绿青霉菌,有望应用于地区缺磷茶园土壤真菌肥料的制备。     

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.     

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...     

Organic Acid Secretion and Phosphate Solubilizing Efficiency of Pseudomonas sp. PSB12: Effects of Phosphorus Forms and Carbon Sources

Secretion of organic acids is an important mechanism for phosphate solubilizing bacteria (PSB) to dissolve insoluble phosphorus in soil. However, the composition of organic acids produced by PSB in the presence of different phosphorus compounds is poorly known, and little is known about the ability of PSB to degrade pollutants in sediment. In this study, we isolated a strain Pseudomonas sp. PSB12 from the sediment of the Qihe River. PSB12 had maximum phosphate solubilization index (SI) of 3.86 on Pikovskaya's agar medium. The phosphate solubilizing activity was associated with the release of organic acids produced from glucose, while the composition of organic acids produced by PSB12 was dependent on the phosphorus forms. When initial soluble phosphorus was insufficient (in MP1 and MP2 media), gluconic acid was the predominant organic acid. In contrast, formic acid, butyrate, and propanedioic acid were the main organic acids produced when only soluble phosphorus (MP3) was supplied. RT-PCR indicated that the expression of glucose dehydrogenase gene (gcd) of PSB12 was two- to four-fold higher in MP1 than in MP3. PSB12 also possessed the phenol hydroxylase gene (phe) suggesting that phenol could be used as the carbon source to dissolve insoluble phosphorus. PSB12 is a potential candidate for in situ bioremediation and for promoting plant growth in soil contaminated by phenol with low levels of soluble phosphorus.     

Plant Growth-Promoting Effect of the Chitosanolytic Phosphate-Solubilizing Bacterium Burkholderia gladioli MEL01 After Fermentation with Chitosan and Fertilization with Rock Phosphate

Phosphate-solubilizing bacteria (PSB) are important plant growth-promoting rhizobacteria that can increase soil fertility through the solubilization of insoluble inorganic phosphate and organophosphorus. In this study, a PSB, Burkholderia gladioli MEL01, was isolated and identified from rice–wheat rotation rhizosphere soil. MEL01 had an excellent phosphate-solubilizing capacity (reaching 107.69 mg/L) toward insoluble inorganic phosphate rock phosphate. HPLC analysis revealed that the mechanism of phosphate solubilization of MEL01 was probably due to secreted oxalic acid and gluconic acid transformation of phosphate from insoluble to soluble. MEL01 also exhibited 4030 U/L specific chitosanase activity when cultured with chitosan fermentation medium. Interestingly, the chitosan hydrolysis product chitooligosaccharide could significantly enhance the MEL01 phosphate-solubilizing capacity. Pot experiments showed that MEL01 chitosan medium fermentation liquor (MCMFL) could promote improvement of soil available phosphorus and pakchoi growth when supplemented with phosphate rock phosphate as the phosphate fertilizer. In addition, pot experiments demonstrated that MCMFL could also promote the growth of wheat, which could decrease the amount of compound fertilizer used. Microbial diversity analysis showed that the genera Pseudomonas, Burkholderia, Mycoplana, and Cellvibrio were enriched, which might participate in synergetic phosphate solubilization. Therefore, after fermentation with chitosan and fertilization with rock phosphates, MEL01 has potential as a phosphate biofertilizer in ecological agricultural production.