免费文献传递   相关文献

地八角根际溶磷菌溶磷能力及菌株特性研究



全 文 :*通讯作者,E-mail:wangxiaolizhenyuan@126.com
收稿日期:2011-08-29;修回日期:2012-04-23
基金项目:贵州省农业攻关项目“贵州优良豆科牧草根际高效复
合接种剂的研制与开发”(黔科合NY字[2009]3067);贵州省农业攻
关项目“贵州野生地八角引种选育及应用推广研究”(黔科合 NY字
[2008]3043)
作者简介:陆瑞霞(1962- ),女,贵州独山人,畜牧师,毕业于贵
州大学,从事草地资源与管理研究,发表文章3篇,获得贵州省农业
丰收奖二等奖、三等奖各1项,贵州省科学技术进步奖三等奖1项,
贵州省农业厅科技进步奖一等奖1项.
文章编号:1673-5021(2012)04-0101-08
地八角根际溶磷菌溶磷能力及菌株特性研究
陆瑞霞1,王小利1,*,李显刚2,姚 拓2,赵相勇1
(1.贵州省草业研究所,贵州 贵阳 550006;2.甘肃农业大学草业学院,甘肃 兰州 730070)
  摘要:采用PKO无机培养基,从地八角根际分离具有溶磷能力的菌株,通过溶磷圈法筛选出7株解磷能力较强
的菌株进行深入研究。利用钼蓝比色法对菌株在液体培养条件下的溶磷能力进行测定,结果表明:筛选的菌株分解
磷酸钙的能力差异不大,溶磷量在123.37~135.23μg/mL之间,各菌株的溶磷量与分泌有机酸量、培养介质pH值
之间均不存在显著相关性;各菌株均具有分泌IAA能力,大多数菌落呈淡黄色或乳白色、不规则、不透明、扁平、无色
素;除1株菌表现为中性外,其他6株表现为产碱性;所有菌株在以甘露醇、蔗糖、1/2甘露醇+1/2蔗糖、葡萄糖、木
糖、麦芽糖取代蛋白胨的碳源培养基上均生长良好。其中,DBR2菌株经16SrDNA序列分析,初步鉴定为肠杆菌。
关键词:地八角;溶磷菌;分离鉴定;溶磷性能
中图分类号:S182   文献标识码:A
  磷是植物生长发育所必需的营养元素,我国大
多数耕地土壤缺磷,土壤中95%以上的磷为难溶
态,植物难于吸收。施入土壤中的磷肥,植物当季的
利用率仅仅为5%~25%[1],大部分与土壤中的金
属离子结合形成难溶性的磷酸盐[2]。但土壤中存在
大量的溶磷微生物,能够将难溶性的磷酸盐转化为
可溶态,供植物吸收利用,而且还可促进植物对其他
营养元素的吸收及通过分泌生长调节物质促进植物
生长。因此,开展溶磷菌资源的研究与开发具有极
其重要的现实意义。由于不同种类溶磷菌的溶磷能
力存在较大差异,所以从植物根际筛选高效的溶磷
菌尤为重要。目前,国内外关于植物根际溶磷菌的
研究已有零星报道[3~10],多集中在菌株菌剂对植株
的促生效应研究,如 Hariprasad[11]、朱培淼[12]等研
究发现,接种溶磷菌剂后作物鲜重、干重、株高、根长
以及吸收磷量均有不同程度的增加。但其研究的范
围、深度极其有限,仍需不断地探索。
地八角(Astragalus bhotanensis)是一种优良的
豆科牧草,茎叶柔软,叶量丰富,适口性好,粗蛋白质
含量高,是家畜的良好饲料,每年可刈割或放牧利用
2~3次,是人工草地混播和天然草地补播改良中主
要的豆科牧草[13]。为了解决贵州地区优良豆科牧
草地八角的养分供给,降低环境污染,保护生态,促
进草地畜牧业可持续发展,本研究从贵州当地栽培
的地八角根际分离筛选高效的溶磷菌,以期为研制
地八角高效的根际复合接种剂提供菌种,实现贵州
喀斯特山区微生物资源深度利用与产业化技术开
发。
1 材料与方法
1.1 材料来源
采样地点位于贵州省草业研究所独山县试验
地,东经106°12′~108°18′、北纬25°04′~27°29′之
间,平均海拔997m,属典型亚热带温暖湿润的季风
气候,年均气温13.6~19.6℃,年均降雨量1100~
1400mm。采样地土壤pH 5.97,含有机质16.95
g/kg,全氮2.18g/kg,水解氮157.0mg/kg,有效磷
15.0mg/kg,速效钾10.2mg/kg。以5点法取样,取
附着于地八角健康根系的根际土壤,按常规方法混
合后装入标记好的无菌封口袋,低温保存并立即带
回实验室进行溶磷菌分离。
1.2 培养基
分离溶磷菌培养基(PKO)为葡萄糖10.0g、
NaCl 0.2g、(NH4)2SO40.5g、MgSO4·7H2O 0.1
g、KCl 0.2g、MnSO40.03g、FeSO4·7H2O 0.003g、
酵母粉0.5g、琼脂15~20.0g,加蒸馏水至1000ml,
—101—
第34卷 第4期          中 国 草 地 学 报          2012年7月
  Vol.34 No.4          Chinese Journal of Grassland          Jul.2012  
pH 6.8~7.2,含磷酸钙3.0g。测定3-吲哚乙酸
(IAA)用King培养基[14],产酸产碱测定用无氮液
体培养基(NFM)[15],保存用LB培养基。
1.3 溶磷菌分离与初选
将采集的地八角根系上的虚土抖掉,按常规细
菌分离法涂布样品悬液于PKO培养基上,待菌落
长出后,挑取具有溶磷菌特征的单个菌落纯化并保
存在LB试管斜面中(4℃)。以点接种法接种纯分
离物于 PKO 培养基上,置于28℃培养箱中培养
10d,根据溶磷圈直径(D)和菌落直径(d)比值大小
初步确定溶磷能力。
1.4 溶磷菌溶解磷酸钙及分泌有机酸测定
菌株用 LB 液体培养基制成浓度约为 108
cfu/mL的菌悬液,按菌悬液与培养基比例为1∶100
接种,每菌株3次重复,对照不接菌。接种液置于
28℃、150r/min摇床培养7d,再将菌液经10000
r/min、4℃离心15min,取上清液1ml于100ml容量
瓶中,用硫酸钼锑抗混合显色剂法测定菌液中磷含
量,结果用有效磷增量表示[16],同时作磷标准曲线
和测定菌液pH 值;另取5ml上清液,用0.1mol/L
NaOH溶液(酚酞为指示剂)滴定,计算各菌株分泌
有机酸量[17]。
1.5 溶磷菌分泌IAA性能测定
1.5.1 定性判断
每菌株处理按菌悬液与培养基比例为1∶100
接种,每菌株处理重复3次,对照不接菌,接种后的
King培养基置于28℃、125r/min的摇床振荡培养
10d。取菌株悬浮液1ml滴置于检测板上,加入等
量PC比色液,同时在比色液中分别加50μg/mL、
30μg/mL、10μg/mL 的 IAA 1ml作 梯 度 对 照,
15min内室温下观察其颜色变化,根据颜色变化确
定菌株分泌IAA的强度[18]。
1.5.2 定量测定
挑选具有分泌IAA能力的菌株悬液于10000
r/min下离心10min,取上清液1ml等比例加S2比
色液,混匀,在黑暗中静置30min后立即用紫外分
光光度计(波长530nm)测定OD值,根据标准曲线
计算菌液中IAA含量(μg/mL)。PC比色液和S2
比色液的组成与配方见文献[19]。
1.6 菌落特征观察、产酸产碱性能及碳源利用特性
测定
将菌株以平板划线法分别培养于PKO培养基
上,置于28℃培养箱中培养24~48h,观察并记录主
要菌落特征。将各菌株悬液接种在30ml已灭菌
NFM液体培养基中,28℃、125r/min恒温摇床上振
荡培养72h后,如菌悬液颜色为绿色或草绿色,表明
为中性菌株;变成黄色,为产酸菌株;变成蓝色为产
碱菌株。在LB培养基中分别以甘露醇、蔗糖、1/2
甘露醇+1/2蔗糖、木糖、麦芽糖、葡萄糖取代蛋白
胨,制成不同碳源的培养基,观察并记录各菌株在不
同碳源培养基上的菌落生长情况。
1.7 菌株16SrDNA序列分析
由宝生物(大连)公司提供DNA基因组提取试
剂盒提取菌株基因组DNA。所用引物由上海捷瑞生
物工程有限公司合成,上游引物:5′-GAGAGTTT-
GATCCTGGCTCAG-3′;下游引物:5′-CTACGGC-
TACCTTGTTACGA -3′。25μl PCR反应体系组成
为10×bufer(Mg2+)2.5μl、dNTP Mixture(2.5mmol/L
each)2.0μl、上游与下游引物(10μM)各1μl、模板
(50ng/μL)1.0μl、TaKaRa Taq酶(5U/μL)0.25μl、
ddH2O 17.25μl。反应条件:94℃预变性5min;94℃
变性30s,45℃退火30s,72℃延伸120s,30次循环。
PCR扩增产物经1.0%琼脂糖凝胶电泳,使用琼脂
糖DNA回收试剂盒回收目的片段,以T载体法克
隆PCR产物,将阳性克隆送上海生工测序,测序结
果提交GenBank中的Blast数据库进行同源性比
对,经 Clustal 1.8软件进行多重序列比较后,用
Mega2.0软件构建菌株系统进化树。
2 结果分析
2.1 溶磷菌的溶磷能力
2.1.1 初步筛选
DBR2和DBR15菌株在PKO培养基上的溶磷
圈如图1所示。溶磷圈直径(D)与菌落直径(d)的
比值(D/d)是表征溶磷菌溶磷能力的一个指标,可
初步确定菌株的溶磷能力。从表1可以看出:(1)各
分离物分解磷酸钙的能力差异较大。有些菌株虽然
生长较快,但透明圈并不大,其菌落与透明圈大小几
乎接近;有些菌株虽然生长较慢,但透明圈与菌落的
直径比值达到8.20,其中15株菌株菌落周围出现
了明显的透明圈,在PKO无机磷培养基上的 D/d
值具有一定的差异。第10d,各菌株溶磷的D/d值
范围在1.32~8.20之间。(2)通过对溶磷菌圈直径
与菌落直径比值的观察,初步确定 DBR4、DBR9、
DBR3、DBR2、DBR5、DBR12、DBR15菌株溶磷效果
比较好,D/d值均大于2.20。
—201—
中国草地学报 2012年 第34卷 第4期
图1 菌株DBR2和DBR15在PKO无机磷培养基上的溶磷圈
Fig.1 Phosphorus-solubilizing halo of phosphate-solubilizing bacteria on PKO medium of strain DBR2and DBR15
表1 地八角根际溶磷菌在PKO无机磷培养基上的D/d值
Table 1 D/d value of phosphate-solubilizing bacteria on PKO medium fromAstragalus bhotanensis rhizosphere
菌株号
Strain code
重复 Repeated
D1(cm)D2(cm)D3(cm)D4(cm)
平均D(cm)
Average
重复 Repeated
d1(cm)d2(cm)d3(cm)d4(cm)
平均d(cm)
Average
D/d值
D/d value
DBR1  1.49  1.50  1.5  1.50  1.50  0.65  0.70  0.70  0.71  0.69  2.17±0.11
DBR2  1.85  1.80  1.70  1.79  1.79  0.85  0.79  0.80  0.79  0.81  2.21±0.11
DBR3  1.75  1.75  1.63  1.68  1.70  0.77  0.70  0.60  0.70  0.69  2.46±0.18
DBR4  1.45  1.30  1.3  1.40  1.36  0.55  0.45  0.40  0.60  0.50  2.72±0.13
DBR5  1.50  1.40  1.40  1.4  1.43  0.6  0.60  0.55  0.48  0.56  2.55±0.25
DBR6  2.35  2.35  2.50  2.30  2.38  0.20  0.30  0.40  0.25  0.29  8.20±0.14
DBR7  1.79  1.82  1.75  1.80  1.79  0.90  0.95  0.90  0.90  0.91  1.97±0.15
DBR8  1.65  1.65  1.65  1.65  1.65  0.80  0.80  0.75  0.75  0.78  2.12±0.10
DBR9  1.55  1.65  1.65  1.63  1.62  0.45  0.63  0.58  0.68  0.59  2.75±0.45
DBR10  1.70  1.55  1.69  1.70  1.66  0.80  0.70  0.79  0.81  0.78  2.18±0.11
DBR11  1.39  1.41  1.28  1.25  1.33  1.05  1.05  0.95  1.00  1.01  1.32±0.10
DBR12  1.60  1.60  1.55  1.70  1.61  0.65  0.75  0.65  0.80  0.71  2.27±0.10
DBR13  1.65  1.68  1.62  1.60  1.64  0.75  0.80  0.75  0.77  0.77  2.13±0.10
DBR14  1.80  1.80  1.7  1.75  1.76  0.85  0.81  0.80  0.75  0.80  2.15±0.12
DBR15  1.90  1.75  1.79  1.85  1.82  0.88  0.78  0.75  0.83  0.81  2.24±0.10
2.1.2 溶磷菌复选
试验定量测定了菌株溶解磷酸钙的效果,结
果见表2。各菌株溶解磷酸钙能力差异不大,溶磷
量在123.37~135.23μg/mL之间。相比而言,
DBR2菌株的溶磷能力较强,DBR5菌株溶磷能力
较弱,差异达极显著水平(P<0.01),其余菌株之
间无显著差异。菌株溶磷能力定量与定性测定结
果表明,对同一菌株而言,并不是 D/d值越大,在
液体振荡培养条件下溶解无机磷能力就越强。如
DBR2在固体培养基上D/d值最低,其溶磷能力却
是最高的;DBR4在固体培养基上 D/d值是最高
的,但其溶磷能力却相对较低。这与李玉娥[2]等
在苜蓿和红豆草根际溶磷菌研究中所得的结果
一致。
—301—
陆瑞霞 王小利 李显刚 姚 拓 赵相勇   地八角根际溶磷菌溶磷能力及菌株特性研究
表2 地八角根际溶磷菌株在PKO培养液中的溶磷量、pH值及总有机酸量
Table 2 Capacity of dissolving phosphorus,pH and total organic acid on PKO medium of phosphate-solubilizing
bacteria fromAstragalus bhotanensis rhizosphere
菌株号
Strain code
溶磷量(μg/mL)
Capacity of dissolving phosphorus(μg/mL)
pH值
pH value
总有机酸量(mmol/L)
Total organic acid(mmol/L)
DBR2  135.23±3.65aA  5.73  10.00±0.00
DBR3  134.63±4.96aA  5.20  14.00±2.00
DBR4  128.70±5.63abAB  6.65  12.66±1.15
DBR5  123.37±1.50bB  5.70  13.33±1.15
DBR9  130.63±2.79abAB  5.68  11.33±1.15
DBR12  129.10±4.16abAB  5.71  13.33±1.15
DBR15  127.73±3.95abAB  5.70  12.00±2.00
  注:相同字母表示差异不显著,不同小写字母表示差异达0.05水平,不同大写字母表示差异达0.01水平,下表同。
Note:The same or different letters mean no significant or significant difference between the treatment respectively,smal letters(P<0.05),
capital letters(P<0.01).The same as below.
2.2 溶磷量与分泌有机酸量及pH值之间的关系
溶磷 菌 株 分 泌 有 机 酸 范 围 在 11.33~
14.00mmol/L之间(表2),菌株DBR2分泌有机酸量
最低,但其溶磷量却是最高的;菌株DBR5分泌有机
酸量相对较高,但其溶磷能力却是最低的。统计分析
表明,7株溶磷菌分泌有机酸含量与溶磷量间不存在
显著的相关性(R=0.305,P=0.506>0.05)。说明有
机酸分泌量并不能完全反映溶磷菌株的溶磷能力。
与未接种培养液(pH值为7.00)相比,接种菌株培养
液pH值有下降趋势。表明这些菌株在培养过程中
会分泌弱酸性物质。统计分析显示,7株溶磷菌溶磷
量与培养液 pH 值间不存在显著相关性(R=
-0.317,P=0.488>0.05)。综合上述分析,溶磷菌
溶磷作用并不完全取决于培养过程中有机酸的分泌
量与pH值的改变。
2.3 菌株分泌IAA能力
定性检测各供试菌株分泌IAA结果见表3,菌
株DBR12、DBR2和DBR3显色反应不太明显,菌株
DBR4显色反应为深粉红色,菌株DBR5和DBR15
显色反应为粉红色,菌株DBR9显色反应为浅粉红
色。定量测定菌株分泌IAA结果发现,各菌株分泌
IAA量在11.03~17.57μg/mL之间(表3),菌株
DBR4分泌IAA量最大,DBR12分泌IAA量最小,
除DBR12、DBR2和DBR3菌株间分泌IAA量无极
显著差异外,各个菌株间分泌IAA量差异均达到极
显著水平(P<0.01)。多数菌株分泌IAA的定性与
定量测定结果基本吻合。
表3 地八角根际溶磷菌株分泌IAA的性能
Table 3 Secreting IAA performance of phosphate-solubilizing
bacteria fromAstragalus bhotanensis rhizosphere
菌株号
Strain code
颜色反应
Color reaction
IAA值(μg/mL)
IAA value(μg/mL)
DBR2 - 11.66±1.12dDE
DBR3 - 11.29±0.22dE
DBR4 +++ 17.57±0.32aA
DBR5 ++ 14.92±0.35bB
DBR9 + 12.99±0.70cCD
DBR12 - 11.03±0.36dE
DBR15 ++ 13.61±0.51cBC
  注:“+++”表示深粉红;“++”表示粉红;“+”表示浅粉红;
“-”表示未分泌。
Note:“+++”deep pink;“++”pink;“+”low pink and
“-”no color.
2.4 溶磷菌菌落观察及生理生化特性
对所分离的7株溶磷菌菌落形态观察表明,供
试的溶磷菌菌落大多数呈淡黄色或乳白色、不规则、
不透明、扁平、无色素(表4)。菌株产酸产碱性能测
定结果表明,供试的7株溶磷菌中除1株的菌悬液
为绿色,表现为中性外,其余6株的菌悬液为蓝色,
表现为碱性(表5)。碳源利用特性测定结果表明,
所有菌株在以甘露醇、蔗糖、1/2甘露醇+1/2蔗糖、
葡萄糖、木糖、麦芽糖取代蛋白胨的碳源培养基上均
生长良好(表6)。
—401—
中国草地学报 2012年 第34卷 第4期
表4 地八角根际溶磷菌在PKO无机磷培养基上第10d的菌落特征
Table 4 The colony characteristics of phosphate-solubilizing bacteria on PKO
culture medium fromAstragalus bhotanensis rhizosphere
菌株号
Strain code
大小
Size
形态
Conformation
干湿
Dry-wet
高度
Height
透明度
Transparency
颜色
Color
边缘
Edge
色素
Pigment
DBR2 大 圆形 半湿润 扁平 不透明 乳白色 整齐 无
DBR3 大 不规则 半湿润 扁平 透明 淡黄色 锯齿 无
DBR4 中 不规则 半湿润 扁平 不透明 淡黄色 整齐 无
DBR5 中 不规则 半湿润 扁平 不透明 淡黄色 锯齿 无
DBR9 中 不规则 半湿润 扁平 不透明 淡黄色 整齐 无
DBR12 大 不规则 半湿润 扁平 不透明 乳白色 锯齿 无
DBR15 大 不规则 半湿润 扁平 不透明 乳白色 锯齿 无
表5 地八角根际溶磷菌产酸产碱性能测定
Table 5 Determining acid and alkali production of phosphate-
solubilizing bacteria fromAstragalus bhotanensis rhizosphere
菌株号
Strain code
颜色
Color
产酸或产碱
Acid or alkali production
pH值
pH value
DBR2 蓝色 产碱 7.25
DBR3 蓝色 产碱 7.64
DBR4 蓝色 产碱 7.18
DBR5 蓝色 产碱 7.19
DBR9 绿色 中性 7.00
DBR12 蓝色 产碱 7.64
DBR15 蓝色 产碱 7.50
2.5 菌株16SrDNA序列分析
提取菌株DBR2的基因组DNA,利用合成的上
下游引物进行PCR扩增,扩增产物经1.0%琼脂糖
凝胶电泳检测,发现扩增的条带单一。切胶回收
PCR产物后进行 T-Vector克隆测序,得到序列长
度 为 1444bp。将 序 列 输 入 Genbank 中 进 行
BLAST同源性比对,结果表明该片段与阴沟肠杆
菌(Enterobacter cloacae)、Ludwigi肠杆菌(Enter-
obacter ludwigii)16SrDNA的序列同源性最高,在
99%以上。挑取与该菌株相似的序列经Clustal 1.8
软件多重序列比较后,用 Mega 2.0软件中的邻接
法(Neighbor-Joining)构建系统发育树,菌株DBR2
与肠杆菌属形成一个族群,依此比对结果并结合生
理生化特征,将该菌株初步鉴定为肠杆菌(Enter-
obacter sp.)。
表6 地八角根际溶磷菌对碳源的利用
Table 6 Carbon source utilization of phosphate-solubilizing bacteria fromAstragalus bhotanensis rhizosphere
菌株号
Strain code
碳源培养基Carbon source
甘露醇
Mannitol
蔗糖
Sucrose
1/2甘露醇+1/2蔗糖
1/2Mannitol+1/2Sucrose
葡萄糖
Glucose
木糖
Xylose
麦芽糖
Maltose
DBR2 +++ +++ +++ +++ +++ +++
DBR3 +++ +++ +++ +++ +++ +++
DBR4 +++ +++ +++ +++ +++ +++
DBR5 +++ +++ +++ +++ +++ +++
DBR9 +++ +++ +++ +++ +++ +++
DBR12 +++ +++ +++ +++ +++ +++
DBR15 +++ +++ +++ +++ +++ +++
  注:“-”、“+”、“++”、“+++”分别表示48h菌株生长状况为不生长、生长、生长较好、生长茂盛。
Note:“-”,“+”,“++”,“+++”Represents no growth,growth,good growth,lush growth,respectively(48hgrowth status).
—501—
陆瑞霞 王小利 李显刚 姚 拓 赵相勇   地八角根际溶磷菌溶磷能力及菌株特性研究
图2 基于16SrDNA序列同源性构建的系统发育树
Fig.2 Phylogenetic tree based on 16SrDNA sequences homology
3 讨论与结论
3.1 讨论
溶磷菌的解磷机理具多样性,大多数研究者认
为,微生物的解磷作用主要取决于其分泌有机酸量
及其种类,如柠檬酸、草酸、葡萄糖酸、苹果酸、琥珀
酸、乙酸和乳酸等[20]。其中Agnihotri[21]认为,分泌
有机酸是微生物溶磷的主要原因,且所分泌的有机
酸种类比数量对溶磷影响更大。但本研究中各菌株
的溶磷量与分泌有机酸量、培养介质pH 值之间均
不存在显著相关性,这与林启美[22]的研究结果一
致。溶磷菌分泌有机酸的数量及其种类的较大差异
和不同有机酸与Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Al 3+等离
子的结合能力各异,均可能是影响解磷量的关键因
素。此外,溶磷菌将难溶性磷酸盐转化为可溶态是
一个复杂的过程,有学者研究认为微生物的溶磷能
力可能与微生物分泌的磷酸酶活性及产生的多肽等
有关。因此,在今后的研究中应采用传统与现代分
子技术相结合的方法,综合考虑和测定溶磷菌生存
环境周围可能的因素及自身特性,才能为筛选和利
用这种微生物资源提供可靠的理论依据。
对菌株分泌IAA及产酸产碱性能的测定是全
面了解菌株的基础。研究表明,植物根际促生菌产
生的IAA的作用不仅在于其直接的促生作用,如改
变细胞内环境,导致细胞壁糖溶解、可塑性增加以及
促进RNA及蛋白质的合成,还可抑制几丁质酶等
的活性,使有益细菌更易定殖于植物。本研究筛选
的各菌株具有分泌IAA能力及产碱性能,可能是生
活在贵州偏酸性土壤中的微生物长期进化结果;各
菌株定殖在植物根际,有助于植物适宜生长及其根
毛对IAA的吸收[23]。
本研究的溶磷菌DBR2经16SrDNA序列分析
并结合生理生化特征,初步鉴定为肠杆菌。目前,国
内外在溶磷微生物方面研究较多的有芽孢杆菌
(Bacillus)、假单胞杆菌(Pseudomonas)、欧文氏菌
(Erwinia)等,其中由芽孢杆菌组成的复合解磷菌
剂广泛用于水稻、豌豆等多种农作物及牧草上,对发
挥解磷功能和提高作物产量都具有很好的效果[24],
而肠杆菌类溶磷细菌在对相关植物的促生效果等方
面研究报道较少。这需要在以后的研究中加强肠杆
菌溶磷机理的研究,为土壤中溶磷菌的遗传及溶磷
机理多样性研究奠定理论基础。
虽然我国溶磷微生物的研究已有一段时间,但
发展不快,应用不普遍,尤其对于牧草及草坪溶磷微
—601—
中国草地学报 2012年 第34卷 第4期
生物的特性研究甚少。尽管在植物根际溶磷菌资源
研究中取得了一些可喜的成果,但仍需不断探索。
特别是溶磷菌的基础性研究相当薄弱,植物-溶磷
菌联合体系建立过程中的形成机理和根际微生态系
统中植物、土壤和细菌三者间的相互作用机理尚待
阐明。因此,广泛开展溶磷菌资源研究,建立各植物
的溶磷体系,阐明其互作及促生机理,筛选和培育高
效优良溶磷促生菌株,扩大资源库,服务于农牧业生
产是今后研究的重点。
3.2 结论
地八角根际土壤周围存在着相当数量且溶磷能
力各异的溶磷菌株,这对地八角健康生长及疏松土
壤结构极其有利。试验中获得的DBR2溶磷菌株拥
有135.23μg/mL的溶磷量,并在无色氨酸条件下分
泌出11.03μg/mL的IAA,尽管其为机会病原菌的
肠杆菌属细菌,但所具有的这两项功能可能对地八
角或其他牧草有促生、增产或提高根际难溶性磷利
用率的作用,有作为溶磷接种剂的潜力。
参考文献(References):
[1] 王光华,周可琴,金剑.不同碳源对三种溶磷真菌溶解磷矿粉能
力的影响[J].生态学杂志,2004,23(2):32-36.
Wang Guanghua,Zhou Keqin,Jin Jian.Effect of different C
sources on the solubilization of rock phosphate by three phos-
phatesolubilizing fungi(PSF)[J].Chinese J.Ecology,2004,
23(2):32-36.
[2] Kabznelson H,Peterson E A,Rouatt J W.Phosphate-dissol-
ving microorganisms on seed and in the root zone of plants[J].
Canadian Journal of Botany,1962,40(9):1181-1186.
[3] 李玉娥,姚拓,朱颖,等.兰州地区苜蓿和红豆草根际溶磷菌筛
选及菌株部分特性研究[J].中国草地学报,2009,31(1):45-
51.
Li Yu’e,Yao Tuo,Zhu Ying,et al.Isolation and characteris-
tics of phosphorus-solubilizing bacteria in rhizosphere of alfalfa
and sainfoin in Lanzhou[J].Chinese Journal of Grassland,
2009,31(1):45-51.
[4] 秦芳玲,王敬国,李晓林,等.VA菌根真菌和解磷细菌对红三
叶草生长和氮磷营养的影响[J].草业学报,2000,9(1):9-14.
Qin Fangling,Wang Jingguo,Li Xiaolin,et al.Effect of VA
mycorrhizal fungi and phosphate-solubilizing bacteria on
growth and phosphorus uptake of red clover[J].Acta Pratac-
ulture Sinica,2000,9(1):9-14.
[5] Goldstein A H,Liu S T.Molecular cloning and regulation of a
mineral phosphate solubilizing gene from Erwinia herbicola
[J].Biotechnology,1987,5:72-74.
[6] 尹瑞龄,王华,赵小蓉.一些细菌和真菌的解磷能力及其机理初
探[J].微生物学报,2001,28(2):26-29.
Yin Ruiling,Wang Hua,Zhao Xiaorong.Capacity of some
bacteria and fungi in dissolving phosphate rock[J].Microbiol-
ogy,2001,28(2):26-29.
[7] Paul N B,Sundara rao W V B.Phosphate-dissolving bacteria
in the rhizosphere of some cultivated legumes[J]Plant and
Soil,1971,35:127-132.
[8] Mola M.Microbial mineralization of organic phosphate in soil
[J].Plant and Soil,1991,78:393-399.
[9] Abd-Ala M H.Phosphates and the utilization of organic phos-
phorus by rhizobium leguminosarum biovar viceae[J].Lett.
App.Microbio.,1994,18:294-296.
[10] Ilmer P,Schinner F.Solubilization of inorganic calcium
phosphates solubilization mechanisms[J].Soil Biol.Bio-
chem.,1995,27(3):257-263.
[11] Hariprased P,Niranjana S R.Isolation and characterization
of phosphate solubilizing rhisobacteria to improve plant
health of tomato[J].Plant Soil,2009,316:13-24.
[12] 朱培淼,杨兴明,徐阳春,等.高效解磷细菌的筛选及其对玉米
苗期生长的促进作用[J].应用生态学报,2007,18(1):107-
112.
Zhu Peimiao,Yang Xingming,Xu Yangchun,et al.High ef-
fective phosphate-solubilizing bacteria:Their isolation and
promoting effect on corn seedling growth[J].Chinese Jour-
nal of Applied Ecology,2007,18(1):107-112.
[13] 张川黔,何胜江,宋高翔,等.贵州野生牧草的引种驯化[J].西
南农业学报,1996,9(4):69-76.
Zhang Chuanqian,He Shengjiang,Song Gaoxiang,et al.In-
vestigation and domestication of wild leguminous grasses in
Guizhou[J].Southwest China Journal of Agricultural Sci-
ences,1996,9(4):69-76.
[14] 李玉娥,姚拓,荣良燕.溶磷菌溶磷和分泌IAA特性及对苜蓿
生长的影响[J].草地学报,2010,(1):84-88.
Li Yu’e,Yao Tuo,Rong Liangyan.Characteristics of IAA
secretion and phosphate dissolving of phosphate-solubilizing
bacteria and its effect on alfalfa growth[J].Acta Agrestia
Sinica,2010,(1):84-88.
[15] Hafeez F Y,Malik K A.Manual on biofertilizer technology
[M].Pakistan:Nibge,2000:132-135.
[16] Smith K P,Goodman R M.Host variation for interactions
with beneficial plant associated microbes[J].Annal Review
of Phytopathology,1999,96:4786-4790.
[17] 万鏴,康丽华,廖宝文,等.红树林根际解磷菌分离、培养及解
磷能力的研究[J].林业科学研究,2004,17(1):89-94.
Wan Lu,Kang Lihua,Liao Baowen,et al.Mangrove PSB:
Isolation,culture and phosphate-dissolving ability[J].Forest
Research,2004,17(1):89-94.
[18] 席琳乔,姚拓,杨俊基,等.联合固氮菌株分泌能力及其对燕麦
的促生效应测定[J].草原与草坪,2005,(3):23-27.
Xi Linqiao,Yao Tuo,Yang Junji,et al.Porperty of associa-
tive nitrogen-fixing bacteria producing IAA and its promoting
growth of oat[J].Grassland and Turf,2005,(3):23-27.
[19] 姚拓.饲用燕麦和小麦根际促生菌特性研究及其生物菌肥初
步研制[D].兰州:甘肃农业大学,2002.
—701—
陆瑞霞 王小利 李显刚 姚 拓 赵相勇   地八角根际溶磷菌溶磷能力及菌株特性研究
Yao Tuo.Study on properties of growth-promotion bacteria
from oats and wheat and initial development of biofertilizer
[D].Lanzhou:Gansu Agricultural University,2002.
[20] Chen Y P,Rekha P D,Arun A B,et al.Phosphate solubiliz-
ing bacteria from subtropical soil and their tricalcium phos-
phate solubilizing abilities[J].Applied Soil Ecology,2006,
34:33-41.
[21] Agnihotri V P.Solubilization of insoluble phosphates by
some soil fugi isolated from nursery seed beds[J].Can.J.
Microbiol.,1970,16:877-880.
[22] 林启美,王华,赵小蓉,等.一些细菌和真菌的解磷能力及其机
理初探[J].微生物学通报,2001,28(2):26-30.
Lin Qimei,Wang Hua,Zhao Xiaorong,et al.Capacity of
some bacteria and fungi in dissolving phosphate rock[J].Mi-
crobiology,2001,28(2):26-30.
[23] 姚拓.高寒地区燕麦根际联合固氮菌研究Ⅱ.固氮菌的溶磷性
和分泌植物生长素特性测定[J].草业学报,2004,13(3):85-
90.
Yao Tuo.Associative nitrogen-fixing bacteria in the rhizo-
sphere of Avena sativain an alpine regionⅡPhosphate-solubi-
lizing power and auxin production[J].Acta Prataculture
Sinica,2004,13(3):85-90.
[24] Beckie H J,Moulin A P,Gleddie S C.Response of alfalfa to
inoculation with Penicillium bilaji[J].Canadian Journal of
Plant Science,1998,78(1):91-102.
Capability of Dissolving Phosphate and Characteristics of
Phosphate-dissolving Bacteria in Rhizosphere of
Astragalus bhotanensis in Guizhou
LU Rui-xia1,WANG Xiao-li 1,LI Xian-gang2,YAO Tuo2,ZHAO Xiang-yong1
(1.Guizhou Institute of Prataculture,Guiyang550006,China;2.Pratacultural College,
Gansu Agricultural University,Lanzhou730070,China)
Abstract:By using PKO culture media,inorganic phosphate dissolving bacteria was isolated from rhi-
zosphere of Astragalus bhotanensis.Some strains with higher capacity of dissolving phosphate were identi-
fied by means of phosphorus hole,Further study on phosphorus dissolving capability of the strains with
the molybdenum blue spectrophotometer indicated that there were little differences in phosphate-dissolving
microorganisms capability,phosphate dissolving capacity was 123.37~135.23μg/mL.There were no ob-
vious relationship between the phosphate dissolving capacity and pH,organic acid.Most of the strains had
the ability to produce IAA.Seven stains were selected for morphological characteristics study,and most
bacterial colony was pale yelow or milk-white,irregular,opaque,flat,non-pigment,In addition to a bac-
teria showing neutral,the others produced alkaline;al strains grew wel in carbon source medium of man-
nitol,sucrose,1/2mannitol+1/2sucrose,glucose,xylose,maltose replaced peptone,strain DBR2was
identified as Enterobacter by 16SrDNA sequence analysis.
Key words:Astragalus bhotanensis;Phosphate-dissolving bacteria;Isolation and identification;Ca-
pacity of dissolving phosphate
—801—
中国草地学报 2012年 第34卷 第4期