根際高效溶磷菌的篩選及其適應(yīng)根際的機(jī)理研究.pdf

1、施用溶磷菌是利用土壤中固定態(tài)磷的有效方式之一。為了使施入土壤中的溶磷菌發(fā)揮穩(wěn)定的溶磷作用，篩選的菌株必需是能較好適應(yīng)于植物根際環(huán)境的根際高效溶磷菌。本文以改良的PVK培養(yǎng)基從象草和玉米根際中篩選溶磷菌，通過其在NBRIP液體培養(yǎng)基中水溶性磷濃度確定菌株溶磷能力的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步利用限菌砂培試驗(yàn)研究菌株在玉米根際的定殖能力以篩選根際高效溶磷菌，并通過盆栽試驗(yàn)評(píng)判該篩菌方法。最后從玉米根系分泌物對(duì)根際高效溶磷菌X14根際定殖、溶磷的影響以及模

2、擬玉米根系分泌物混合糖對(duì)其溶磷的影響角度研究了其適應(yīng)于植物根際環(huán)境的機(jī)理，根際定殖能力主要針對(duì)菌株X14的群游運(yùn)動(dòng)性、趨化性和生長等特性。所獲主要結(jié)果如下:
　　1.從象草和玉米根際中分離獲得12株溶磷菌，再結(jié)合芽孢染色和搖瓶復(fù)篩結(jié)果，篩選得到3株溶磷菌，即菌株X14、X32和Y21。其在以Ca3(PO4)2為唯一磷源的NBRIP培養(yǎng)液中的水溶性磷濃度分別為123.72μg·mL-1、542.58μg·mL-1和618.77μg·

3、mL-1。經(jīng)形態(tài)學(xué)、生理生化及16S rDNA分子生物學(xué)鑒定，菌株X14、X32和Y21分別為Bacillusmegaterium、Acinetobacter parvus、Pseudomonas psychrotolerans。
　　2.雖然菌株X14對(duì)Ca3(PO4)2的溶解能力顯著低于菌株X32和Y21，但在限菌砂培試驗(yàn)中，菌株X14在玉米根際的定殖能力顯著強(qiáng)于菌株X32和Y21。在初始接種濃度一致下培養(yǎng)8d后，菌株X14在

4、玉米根際定殖的數(shù)量較菌株X32高1個(gè)數(shù)量級(jí);盆栽試驗(yàn)中接種該3株溶磷菌的處理，玉米莖粗、株高、鮮質(zhì)量、地上部干質(zhì)量、總干質(zhì)量、地上部磷吸收量、吸磷總量均顯著高于CK，但不同菌株處理間差異不顯著。
　　3.限菌條件下收集玉米根系分泌物，發(fā)現(xiàn)玉米根系分泌物能夠促進(jìn)菌株X14的群游運(yùn)動(dòng)性和趨化性。通過高效液相色譜(HPLC)檢測了玉米根系分泌物中的有機(jī)酸，并研究了不同有機(jī)酸對(duì)菌株X14趨化性的影響。結(jié)果表明，玉米根系分泌物中存在草酸、蘋

5、果酸、乙酸、琥珀酸、反式烏頭酸和丙酸6種有機(jī)酸，其中4種有機(jī)酸能夠顯著誘導(dǎo)菌株X14的趨化性，丙酸對(duì)菌株X14趨化性的影響最顯著，其相對(duì)趨化性指數(shù)高達(dá)9.4，其次是反式烏頭酸、琥珀酸和蘋果酸。此外，研究了菌株X14在以玉米根系分泌物為碳源的改良NBRIP培養(yǎng)基A中的生長和溶磷能力，發(fā)現(xiàn)菌株X14能以玉米根系分泌物為碳源快速生長，培養(yǎng)1d后數(shù)量達(dá)到最高值2.14×106 CFU·mL-1，比初始接種量增加了一個(gè)數(shù)量級(jí)，隨后數(shù)量稍有下降，最

6、后保持穩(wěn)定;且菌株X14在以玉米根系分泌物為碳源的改良NBRIP培養(yǎng)基A中的水溶性磷濃度顯著高于所有對(duì)照（無碳源不接種菌株X14對(duì)照、無碳源接種菌株X14對(duì)照和加入玉米根系分泌物但不接種菌株X14對(duì)照）。
　　4.采用液體搖瓶試驗(yàn)研究了菌株X14在以模擬玉米根系分泌物混合糖為碳源的改良NBRIP培養(yǎng)基B中的生長和溶磷能力。結(jié)果表明，搖瓶培養(yǎng)7d后，菌株X14的數(shù)量與初始接種量相比增加了一個(gè)數(shù)量級(jí)，培養(yǎng)液中水溶性磷濃度達(dá)到93.44

7、μg·mL-1，是不接種對(duì)照的11.8倍。利用HPLC檢測發(fā)現(xiàn)菌株X14在該培養(yǎng)液中產(chǎn)生了乳酸、蘋果酸、葡萄糖酸、檸檬酸和富馬酸5種有機(jī)酸，其含量分別是45.23 mmol·L-1、19.00 mmol·L-1、4.20 mmol·L-1、0.41 mmol·L-1和4.77×10-3 mmol·L-1。模擬試驗(yàn)結(jié)果表明，菌株X14、有機(jī)酸混合物和HCl對(duì)Ca3(PO4)2的溶解能力存在顯著差異，其中有機(jī)酸混合物和HCl溶解釋放的水溶性