溶磷微生物在土壤磷循环中的作用研究进展

磷是生物分子中的重要元素,是陆地生态系统初级生产的主要限制因子之一。全球粮食需求的增加和现代农业对磷肥的消耗导致集约农田中磷的过量输入,进而引起土壤磷流失的增加和地表水的持续富营养化。溶磷微生物(phosphate solubilizing microorganisms, PSMs)被认为是可以提高农业生产力的生态友好型肥料,在改善土壤肥力方面有重要意义。全面和深入理解PSMs功能及其在磷的土壤生物化学转化过程中的作用,对提高土壤磷有效性有至关重要的作用。本文系统综述了PSMs的种类和分布多样性,主要参与微生物磷循环的功能基因,以及PSMs如何参与土壤磷循环和这些过程背后的反应机制,以便更好地认识PSMs能力及其在土壤磷循环中的作用,以便于在未来的应用中发挥更大的潜力。     

土壤溶磷微生物溶磷、解磷机制研究进展

土壤磷素存量大,但其中约95%不能被植物直接吸收利用,土壤中磷素供给不足常常是制约作物生长发育的重要原因之一。活化土壤中的难溶性磷、增强土壤有效磷的供给能力,一直是人们关注的重要问题,并对农业可持续性发展具有重要意义。土壤溶磷微生物(phosphate solubilizing microorganisms, PSMs)是土壤磷循环中的重要一员,能够通过酸解作用、酶解作用等将无效磷转化为有效磷供植物吸收,从而促进植物生长发育。通过PSMs改善土壤磷素营养是一项有利于资源节约、环境友好的重要农业措施,其应用前景十分广阔。因此,深入了解PSMs溶磷、解磷机制对于提高土壤磷素利用效率和提高作物产量具有十分重要的作用。本文对土壤溶磷微生物的种类、无机矿物磷溶解途径以及溶磷微生物依靠酶解作用对有机磷的矿化等方面进行了综述,并对该领域的研究发展方向进行了展望。     

溶磷微生物在钝化和植物修复重金属污染土壤中的作用

钝化和植物修复是重金属污染土壤修复的重要技术手段,而溶磷微生物可进一步增强钝化和植物修复重金属污染土壤的作用。介绍了钝化和植物修复重金属污染土壤的基本原理,总结了溶磷微生物对土壤中难溶性磷酸盐的溶解、利用磷酸盐钝化修复重金属污染土壤、溶磷微生物对磷酸盐钝化修复的强化以及溶磷微生物强化植物修复重金属污染土壤的研究进展,探讨了溶磷微生物对重金属的抗性及其溶磷机理、溶磷微生物对磷酸盐钝化修复重金属污染土壤的强化作用机理以及溶磷微生物强化植物修复重金属污染土壤的作用机理。旨在为生物修复重金属污染土壤研究提供一定的理论依据和技术支撑。     

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.     

广西红壤土壤微生物溶磷基因的克隆与表达

本研究对广西红壤土壤微生物溶磷基因进行克隆,并在大肠杆菌中诱导表达。从广西红壤中提取宏基因组DNA,克隆了GabY基因,构建大肠杆菌原核表达载体p ETDuet-1,转化大肠杆菌DH5α得到重组工程菌。通过酶切验证重组体。重组体在诱导条件下24 h对难溶矿物质磷Ca_3(PO_4)_2的溶磷量为(40.73±1.32)μg/mL,而对照组仅为(5.11±0.08)μg/mL。重组体和对照随着诱导时间的增加,培养基pH值均有下降趋势,但重组体培养基pH值变化显著大于对照组,产酸能力显著优于对照组。证明成功克隆得到土壤微生物溶磷基因,并在大肠杆菌中得到表达。     

城市土壤微生物多样性研究进展

城市化对生物多样性的影响是当前生态学研究的热点之一, 引起了人们的广泛关注。土壤微生物多样性是城市生物多样性的重要组成部分, 对维持城市生态系统的健康稳定具有重要意义和作用。近年来, 已有研究关注城市土壤微生物群落结构及多样性, 回答了一些关键问题, 但缺乏系统的总结与论述。基于此, 本文分析了城市化对土壤微生物特性、群落组成、功能和多样性的影响, 总结了影响城市土壤微生物多样性的主要因素, 发现城市化改变了土壤微生物组成和功能, 并且对细菌和真菌多样性的影响存在差异, 城市环境因子通过直接和间接作用共同影响土壤微生物多样性。进一步探讨了城市土壤微生物多样性的维持与保护, 并对今后城市土壤微生物研究需要关注的问题进行了展望, 包括: (1)城市化对城市绿地土壤微生物多样性的影响机制; (2)城市土壤微生物多样性变化对生态系统多功能性的影响; (3)土壤微生物多样性与人类健康的关系。以期为城市土壤生物多样性保护研究提供参考。     

溶磷细菌和丛枝菌根真菌接种对南方红豆杉生长及根际微生物和土壤酶活性的影响

以南方红豆杉实生苗为材料,采用盆栽实验探讨了高效溶磷细菌草木樨中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)CHW10B与丛枝菌根真菌缩球囊霉(Glomus constrictum)单独和双接种条件下,其植株生长、根际土壤可培养微生物数量、土壤酶活和土壤微生物功能多样性变化,在微生态水平揭示接种对南方红豆杉生长的影响及其机制。结果表明:(1)各接种处理对南方红豆杉幼苗均有促生长作用,接种处理苗高、地径和生物量均较对照显著增加,并以双接种促进效果最好。(2)各接种处理提高了南方红豆杉根际土壤可培养细菌、真菌和放线菌含量,增加了土壤微生物碳源利用率,改变了土壤中物种的丰富度和均一度,增加了土壤中的生物多样性。(3)各接种处理促进了南方红豆杉根际重要土壤酶(酸性磷酸酶、脱氢酶、转化酶)活力的增加,且双接种的促进作用最为明显。可见,溶磷细菌(草木樨中华根瘤菌CHW10B)和丛枝菌根真菌(缩球囊霉)具有协同作用,两者同时接种可显著提高南方红豆杉根际土壤微生物数量及土壤酶活力,提高土壤微生物碳源利用率和土壤肥力,增加土壤中的生物多样性,从而达到间接促进宿主植物南方红豆杉生长的目的。     

红树林溶磷菌的初步鉴定、溶磷能力测定及其优化培养

对分离来自华南红树林的溶磷菌进行16S rDNA或ITS等基因水平上的初步鉴定, 测定其溶解无机磷的能力, 并对溶磷菌的生长培养基条件进行优化。结果表明, 溶磷真菌的溶磷效果明显强于溶磷细菌, 且溶磷真菌的溶解无机磷能力与培养液的pH呈极显著负相关, 而溶磷细菌的溶磷能力与pH没显著相关关系。单因素实验表明, 对供试菌株生长的合适碳源为麦芽糖, 氮源为尿素。通过正交实验得到的优化培养基为麦芽糖5 g/L、尿素0.05 g/L、NaCl 5 g/L、pH 5, 在30°C下培养48 h菌落总数可达6.06×     

河西走廊盐碱土壤中一株高效溶磷菌的鉴定及条件优化

【目的】探究一株从河西走廊盐碱土壤中分离的高效溶磷菌菌株Y3-35的分类地位及其溶磷特性。【方法】通过菌落形态特征、生理生化特性及其16S r RNA基因序列分析对其进行分类鉴定,采用溶磷圈法分离溶磷菌,钼锑抗比色法测定溶磷量,并利用单因素试验和正交试验对其溶磷条件进行优化。【结果】鉴定菌株Y3-35为Pantoea theicola的近缘种。菌株Y3-35溶磷量与p H呈显著负相关,最佳溶磷条件:葡萄糖20.0 g/L,蛋白胨15.0 g/L,氯化钠2.5 g/L,温度为24°C;优化条件下菌株Y3-35溶磷量最高可达723.34 mg/L,比优化前增加251%。【结论】菌株Y3-35具有很好的溶磷能力,有较好的应用前景。     

土壤微生物多样性及其环境影响因子研究进展

土壤中存在丰富的微生物资源,不同土壤系统具有不同的微生物群落,微生物多样性既依赖于生态系统又服务于生态系统。本文从物种多样性、遗传多样性、生态类型多样性、功能多样性四个方面对土壤微生物多样性进行了新的诠释,总结论述了土壤微生物多样性与环境因子如土壤、植物群落和气候条件之间的关系,并对目前存在的问题和今后面临的挑战提出几点看法。     

青藏高原草地土壤微生物研究进展

青藏高原高寒草地是高寒生态系统物种及遗传基因最丰富和最集中的地区之一,也是全球生物多样性的热点和敏感区域。青藏高原的重要性也越来越被重视,针对其研究也在逐年增长,而土壤微生物作为影响生态系统功能十分重要的因素在青藏高原的重要性不言而喻。本文介绍了青藏高原草地土壤微生物的组成和类型,评价了土壤中微生物的功能类群、影响因子以及这些微生物对气候变暖、降水格局改变和氮沉降增加的响应,以期加深对青藏高原草地土壤微生物的认识。     

土壤微生物碳素利用效率研究进展

土壤微生物碳素利用效率(CUE)是指微生物将吸收的碳(C)转化为自身生物量C的效率,也称为微生物的生长效率。土壤微生物CUE是生态系统C循环中的重要生理生态学参数,影响着生态系统的C固持、周转、土壤矿化以及温室气体排放等过程。在全球环境变化背景下,认识土壤微生物CUE的变异及其影响机制,对于更好的认识生态系统C循环过程及其对全球变化的响应具有重要意义。概述了CUE的定义及其测定方法,重点综述和分析土壤微生物CUE的变异及影响因素取得的研究进展。基于现有研究的分析得出,土壤微生物CUE通常表示为微生物的生长与吸收的比值,分为基于微生物生长速率、微生物生物量、底物吸收速率和底物浓度变化等方法进行测定。土壤微生物CUE在0.2—0.8的范围内变化,这种变异主要受到来自热力学、生态环境因子、底物养分质量和有效性、化学计量平衡以及微生物群落组成的影响。今后土壤微生物CUE的研究应加强对微量代谢组分的定量分析,生物和环境要素交互影响的调控机理解析,以及微生物动态生理响应过程的碳循环模型优化。     

山地土壤微生物分布格局研究进展

土壤微生物在调控生物地球化学循环和维持生态系统功能方面起着重要作用。研究土壤微生物多样性分布格局具有重要生态学意义。本文概述了山地土壤微生物多样性分布格局的研究进展,讨论了土壤微生物多样性与影响因素的关系,并对以后的研究提出了展望。     

土壤重金属污染的微生物生态效应研究进展

对近年来土壤重金属污染微生物生态效应的研究进展进行了归纳总结,主要从微生物群落特性和微生物生理、生化参数等几个方面进行了阐述。重金属污染土壤后,尤其是高浓度的重金属污染对微生物生物量和群落结构都有破坏作用,但由于微生物群落结构的复杂性和研究方法的片面性,一直是研究的热点和难点,开发更加简便、直接的方法将是对这方面研究的突破。同时,微生物的生理、生化参数是从另一侧面反映重金属污染对微生物的影响,它是对微生物群落特性研究的有利补充,所以不同方法的合理选择和搭配是实验取得预期结果的关键因素之一。     

石油污染土壤的微生物治理研究进展

采用微生物治理土壤石油污染以效率高、成本低、无二次污染、易于管理等特点而受到重视,作为一种有效的治污手段具有广阔市场和发展前景。本文结合了国内外最新研究成果,对石油污染土壤微生物治理技术、影响因素、强化措施和最新发展进行了概述,以期综合全面反映该领域的研究概况,并对这一治理方法在我国的发展前景进行了展望。     

土壤微生物组与土壤健康

土壤健康在保障粮食安全和维持陆地生态系统功能方面起到举足轻重的作用,是农业可持续发展之本.土壤作为一个动态生命系统,其健康与土壤微生物组息息相关.土壤微生物组通过自身代谢参与元素循环和污染物降解等过程,同时在增强根际免疫,提高土壤肥力和作物产量方面扮演关键的角色,对土壤健康乃至人类健康具有重要意义.由于土壤生态系统的复...     

土壤微生物的分离、提取与纯化研究进展

综合评述了土壤微生物提取与纯化研究的最新进展及存在的主要问题。土壤微生物的分离提取过程一般分为土壤分散、提取与纯化3个步骤。采用过滤、离心和淘选3种方法可以成功地分离提取大部分土壤细菌;但土壤真菌的提取则相对较为困难,目前可采用的方法有旋转框技术、液相提取与滤膜检测、以及低速离心技术,这些方法可提取出部分真菌菌丝。两相分离技术可用以提取的土壤微生物进行纯化。     

重金属污染农田微生物修复机理研究进展

土壤重金属污染严重,而修复技术纷繁多样,物理化学修复技术应用较为常见,但存在一定程度的弊端。微生物修复技术因高效、经济、绿色受到环境学者的广泛关注。文章阐述了重金属污染的现状、微生物与重金属之间的作用机理,总结了植物与微生物之间的协同修复机制。为微生物修复技术在重金属污染土壤修复领域广泛应用提供参考。     

高效溶磷菌的分离、筛选及在土壤中溶磷有效性的研究

从采自全国各地130个土样中.分离出1000余菌株,从中筛选出1株代号为Ap-2号的高效溶磷菌.经鉴定为黑曲霉Aspergillus niger.对该菌株的产酸特性以及接种土壤后的溶磷有效性进行了研究.试验表明,该菌株发酵过程产草酸、柠檬酸等多种有机酸,使土壤速效磷含量增加141.94%.其溶磷作用,与土壤pH含水量有密切关系,对温度要求不严,与接种量是一定正相关.并可与磷酸铵、三料、尿素、硫酸铵等化肥混合使用.     

土壤中的微生物

在初中生物学教学中 ,微生物知识的教学一直注重教师简单的介绍和学生表面化的了解上 ,学生只能通过装片的显微观察和挂图来了解微生物是一种身体微小 ,结构简单的生物。这样的学习很难让学生认识到微生物也像其他生物一样有着各种形式的生命活动 ,也有新陈代谢 ,也会吸入 O2 ,呼出 CO2 。同时这样的学习也很难让学生将所学的知识与生活实际相结合 ,比如真正了解微生物与人类生活的关系 ,微生物与土壤的关系 ,为什么过多化学药品的使用既威胁到微生物也威胁了人类的生活。为了改变这种介绍微生物学的方式 ,达到学习与动手实践相结合的目的…