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。     

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。     

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。     

一株寒地高效解无机磷细菌的分离鉴定及拮抗作用

【目的】从北方寒地种植的不同农作物根际土壤中分离高效解磷的细菌,为微生物制剂和磷肥的开发提供适于本地区的优良菌种。【方法】通过初筛和复筛从26株解磷菌中筛选获得一株高效解磷细菌,对其进行生理生化和分子生物学鉴定,同时采用钼蓝比色法测定解磷能力。采用平板对峙法测定拮抗植物病原菌能力。【结果】通过筛选后获得的菌株B51-7经鉴定为伯克霍尔德菌属。菌株在发酵液中可溶性磷含量最高达到832.74 mg/L,同时具有很强的广谱抑菌作用,抑菌率最高为89.71%,可以显著促进水稻生长。【结论】菌株B51-7是一株具有生物防治作用的高效解磷细菌,可应用于生物菌肥和生防制剂中。     

解淀粉芽孢杆菌YP6中碱性磷酸酯酶AP3的酶学性质及其溶磷作用

【背景】微生物溶磷机制多种多样,利用其解磷能力可有效促进植物生长。【目的】探究溶磷菌解淀粉芽孢杆菌YP6的溶磷机制,提高磷资源的利用率。【方法】在大肠杆菌BL21(DE3)中克隆并表达YP6中磷酸酯酶AP3基因,研究AP3的酶学性质并验证AP3的溶磷作用。【结果】AP3为碱性磷酸酯酶,最适反应pH为10.3,最适反应温度为40°C,AP3对pNPP亲和性较高,V_m为4 033.4μmol/(min·mg),K_m为12.2 mmol/L。用纯酶AP3处理24 h后,磷矿粉中的有效磷显著增加。接种菌株YP6发酵7 d后,也使土样中有效磷明显增长。【结论】揭示了碱性磷酸酯酶AP3的溶磷能力,丰富了溶磷微生物库及对微生物溶磷机制的认识。     

解磷菌JL-1对磷矿粉降解性能的研究

以不动杆菌(Acinetobacter indicus)JL-1为菌种,磷矿粉为磷源,测试解磷菌JL-1对磷矿粉的降解能力。通过单因素实验及响应面试验得到最优降解磷矿粉条件为:以葡萄糖为碳源,浓度为17 g/L,以质量比为1∶1的硫酸铵与酵母粉为氮源,浓度为1.2 g/L,磷矿粉添加量为2.0 g/L,温度为28℃,初始pH为7.0,接种量为1%,在此最优条件下检测动态解磷曲线,在60h时降解磷矿粉的效果最好,此时解磷量为4.65μg/mL,溶磷率为2.34%,菌落数达到最高,为10.65 log(CFU/mL),pH达到最低。砂培实验表明磷矿粉中溶解的有效磷的72.08%会被菌体直接释放出来,7.63%会储存在菌体细胞中,20.29%会被菌体同化。     

一株高效解无机磷细菌BS06的鉴定及其解磷能力分析

【目的】对一株来源于广西甘蔗根际土壤的高效解无机磷细菌BS06的分类和解磷能力进行探讨,以期为解磷微生物在广西甘蔗生产上的开发和应用提供理论依据。【方法】通过形态观察、生理生化测定及16S rRNA基因序列同源性分析,进一步结合种特异的recA基因序列分析对解磷菌BS06进行分类鉴定;通过改变无机磷培养基中的碳源、氮源对菌株解磷能力的影响,分析菌株的解磷特性;通过盆栽试验了解菌株对甘蔗品种粤糖00236、桂糖28磷素吸收的影响。【结果】分类鉴定结果表明菌株BS06属于洋葱伯克霍尔德菌(Burkholderia cepacia);菌株在以乳糖为碳源条件下具有较强的解磷能力,其发酵液中水溶性磷含量为262.71 mg/L;在以硝酸钠为氮源条件下有较强解磷能力,其发酵液中水溶性磷含量达到305.85 mg/L;接种BS06菌株显著促进甘蔗组培苗的生长并提高甘蔗植株的含磷量。【结论】解磷细菌BS06具有较大的开发利用潜力。     

解淀粉芽胞杆菌PHODB35的溶磷特性及其对番茄的促生作用

【目的】从种植番茄的根围土壤中筛选高效溶磷细菌,为减施化学肥料和开发微生物肥料提供溶磷菌种资源,并初步探索其促生机制。【方法】采用无机磷培养基利用梯度稀释涂布法从土壤中分离筛选促生菌株,通过形态特征、16S rRNA和gyrB基因序列分析对优良促生菌株进行鉴定,并分别利用正交试验和单因素试验分析环境因子和营养因子对其溶磷效果的影响,进一步利用HPLC-MS并结合相应有机酸的标准物质,明确优良促生菌株产生的有机酸种类;盆栽试验测定接菌处理后番茄株高、地上鲜重、地下鲜重、基质和植株有效磷含量评价菌株对番茄的促生作用。【结果】筛选到1株优良的促生菌株,命名为PHODB35,鉴定其为解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。对环境因子的正交试验结果表明,菌株PHODB35最佳溶磷条件为pH 7.0,温度为30°C,接种量为5%;对营养因子的单因素试验结果表明,该菌株以葡萄糖为碳源、硫酸铵为氮源、磷酸钙为磷源时,解磷效果最好,有效磷浓度为88.77mg/L。明确了菌株PHODB35产生的有机酸为葡萄糖酸。盆栽实验结果表明,菌株PHODB35对番茄幼苗有明显的促生作用,与空白对照相比,施用菌株后对株高、地上鲜重、地下鲜重、基质和植株有效磷含量分别增加28.21%、22.59%、113.06%、45.08%和16.24%,表明菌株PHODB35具有一定的肥效功能,可用于促生菌剂的研制。【结论】筛选到具有促生能力的解磷细菌,为进一步开发研制番茄促生菌剂或微生物有机肥提供资源,为菌株PHODB35在农业生产中的应用提供了理论依据和实验基础。     

香蕉根际土壤解磷细菌的筛选、鉴定及解磷能力

【目的】以磷矿粉为难溶态磷,以期从香蕉根际土壤筛选出高效的解磷细菌。【方法】采用透明圈法和钼锑抗比色法分离筛选解磷细菌,通过形态学特征、生理生化试验结合16S rRNA基因序列分析及系统发育树比对鉴定其种属,并利用单因素试验方法研究不同碳源、氮源及C/N比值(40:1、20:1和8:1)对菌株溶解磷矿粉能力的影响。研究不同菌株解磷能力和培养介质pH值的变化关系。【结果】分离具有解磷能力的细菌8株,筛选出具有代表性的3个菌株B3-5-6、M-3-01和T1-4-01,初步鉴定菌株B3-5-6为嗜气芽孢杆菌(Bacillus aerophilus),M-3-01为虫内生沙雷氏菌(Serratia nematodiphila),T1-4-01为艾博丽肠杆菌(Enterobacter asburiae)。B3-5-6解磷能力与介质pH值之间存在线性负相关性(|r|=0.949 66>0.735),其相关性达到极显著水平;B3-5-6在碳源为蔗糖、氮源为(NH4)2SO4、C/N为40:1,M-3-01在碳源为葡萄糖、氮源为(NH4)2SO4、C/N为20:1,T1-4-01在碳源为乳糖、氮源为蛋白胨、C/N为20:1条件下解磷效果较好。解磷效果与初筛相比分别提高了1.12、1.17、2.55倍。【结论】不同的碳氮源、C/N值会直接影响磷细菌的解磷能力;筛选出一株解磷能力与培养介质pH之间存在着极显著相关性的细菌,其解磷机理有待进一步研究。     

Effect of buffering on the phosphate-solubilizing ability of microorganisms

Native microflora present in the alkaline vertisols and two phosphate-solubilizing bacteria (PSB) isolated from soil using conventional screening media could not release phosphorus from alkaline Indian vertisol soils supplemented with carbon and nitrogen sources. The two PSBs could solubilize both rock phosphate and di-calcium phosphate in unbuffered media but failed to solubilize rock phosphate in buffered media. The organic acids secreted by these PSBs were 20–50 times less than that required to solubilize phosphorus from alkaline soil.     

一株新的溶磷草生欧文氏菌的分离、鉴定及其溶磷效果的初步研究

从湖南、湖北、云南等地磷矿开采场的土壤样品中筛选到一株溶磷能力较强的菌株P21,结合生理生化指标和16S rDNA序列分析鉴定其属于草生欧文氏菌菠萝变种(Erwinia herbicola var.ananas).该菌能溶解磷酸三钙、羟基磷灰石、磷酸铁、磷酸锌,其中对磷酸三钙和羟基磷灰石的每升液体培养基溶磷量(P2O5)分别高达1206.20mg、529.67mg.溶磷菌草生欧文氏菌菠萝变种P21对产地不同的8种磷矿石溶解能力不同,对云南晋宁和昆阳、四川雅安、江苏锦屏等地磷矿石有较强的溶解能力,每升液体培养基溶磷量分别为96.64mg、78.46mg、67.07mg、65.24mg,对其它产地的磷矿石溶解能力较差.实验表明,培养液的pH下降与溶磷菌P21的溶磷量无直接关系.     

Extracellular phosphate solubilization by the cyanobacteriumAnabaena ARM310

Endogenous polyphosphate depletedAnabaena ARM310, solubilized extracellular tricalcium phosphate through increased phosphatase activity.     

Factors determining rock phosphate solubilization by microorganisms isolated from soil

Forty two soil isolates (31 bacteria and 11 fungi) were studied for their ability to solubilize rock phosphate and calcium phosphate in culture medium. Eight bacteria and 8 fungi possessed solubilizing ability. Pseudomonas cepacia and Penicillium purpurogenum showed the highest activity. There was a correlation between final pH value and titratable acidity (r=–0.29 to –0.87) and between titratable acidity and soluble phosphate (r=0.22 to 0.99). Correlation values were functions of insoluble phosphate and of the group of microorganisms considered. A high correlation was observed between final pH and soluble phosphate only for the rock phosphates inoculated with the highest concentration of solubilizing bacteria (r=–0.73 to –0.98).     

4株溶磷细菌和真菌溶解磷矿粉的特性

溶磷微生物广泛地分布在土壤,根际等生态环境中,了解这些微生物溶解难溶性磷酸盐如磷矿粉的特性,对于开发利用这些微生物,提高磷素利用效率具有重要作用,研究发现;真菌比细菌溶解磷矿粉的能力要强得多,培养基中的铁,镁,锰,钠等成分可以提高真菌的溶磷量,但降低了细菌的溶磷量,培养基中磷矿粉用量越高,溶磷量越低;碳源物质浓度高于3%将显地降低溶磷量,微生物能够破坏磷矿粉的结构。使其中的磷在以后的培养过程中更加容易释放出来,可见利用微生物活化磷矿粉中的磷,具有良好前景。     

Glucose dehydrogenase of a rhizobacterial strain of <Emphasis Type="Italic">Enterobacter asburiae</Emphasis> involved in mineral phosphate solubilization shares properties and sequence homology with other members of enterobacteriaceae

Glucose dehydrogenase (GDH) of Gram-negative bacteria is a membrane bound enzyme catalyzing the oxidation of glucose to gluconic acid and is involved in the solubilization of insoluble mineral phosphate complexes. A 2.4 kb glucose dehydrogenase gene (gcd) of Enterobacter asburiae sharing extensive homology to the gcd of other enterobacteriaceae members was cloned in a PCR-based directional genome walking approach and the expression confirmed in Escherichia coli YU423 on both MacConkey glucose agar and hydroxyapatite (HAP) containing media. Mineral phosphate solubilization by the cloned E. asburiae gcd was confirmed by the release of significant amount of phosphate in HAP containing liquid medium. gcd was over expressed in E. coli AT15 (gcd::cm) and the purified recombinant protein had a high affinity to glucose, and oxidized galactose and maltose with lower affinities. The enzyme was highly sensitive to heat and EDTA, and belonged to Type I, similar to GDH of E. coli.     

1株具解磷特性大豆根瘤菌的分离筛选与回接鉴定

从沈阳农业大学的科研基地分离得到20株根瘤菌,进一步利用乙炔还原法和溶磷圈法得到1株兼具有结瘤固氮和解磷作用的根瘤菌#6菌株。#6的固氮酶活性为4.94μmolC2H4.g-1.min-1,与参照菌株USDA110的固氮酶活性相当;用溶磷圈法定性试验#6解磷性,其可以溶解有机磷,对照菌株USDA110无解磷现象;进一步测定#6的解磷量,其解磷量分别在第7天为35.50μg/mL,第14天为21.05μg/mL;对根瘤菌#6生理生化和生长特性进行试验,以利于实际应用。     

不同碳源对三种溶磷真菌溶解磷矿粉能力的影响

通过液体培养法 ,对 3种溶磷真菌利用葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉和纤维素等碳源溶解宜昌产磷矿粉的试验 ,结果表明 ,菌株P2 3在供给葡萄糖时的溶磷能力最高 ,并在一定程度上能够利用长链碳源淀粉和纤维素为营养而溶磷 ;而高效溶磷菌株P6 6和P39溶磷的最佳碳源是果糖和麦芽糖 ,该两菌株利用淀粉和纤维素的溶磷效果很小 ,甚至不溶磷。 3种溶磷真菌培养滤液 pH值、可滴定酸含量与其溶磷量之间的相关性因菌株而异 ,差别很大。菌株P2 3培养滤液pH值、可滴定酸含量与其溶磷量之间相关性很低 ,但菌株P6 6和P39培养滤液pH值、可滴定酸含量与其溶磷量之间相关性却达到极显著水平 (P <0 0 1)。结果表明 ,不同碳源对溶磷菌溶解磷矿粉能力影响很大 ,分析推断 3种菌株产生的有机酸活化磷矿粉能力为P6 6>P39>P2 3。     

Interactions of an arbuscular mycorrhizal fungus with free or co-encapsulated cells of Rhizobium trifoli and Yarowia lipolytica inoculated into a soil-plant system

Four times higher nodule number was observed when Glomus deserticola (an arbuscular mycorrhizal fungus) was introduced into a soil-plant system as compared to the control inoculated only with Rhizobium trifoli. This symbiotic parameter was further enhanced by Yarowia lipolytica together with an increase in root mycorrhizal infection of about 14%. Soil inoculation with co-encapsulated R. trifoli and Y. lipolytica provoked a 10-fold increase in root nodulation and led to 55% mycorrhization of the test plant.