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Screening and Identification of Phosphate-Solubilizing Fungi of Pinus massoniana Rhizosphere and Its Application

马尾松根际高效解磷真菌的筛选鉴定及其促生效应


从江苏南京和安徽黄山12份马尾松根际土样中分离出45株具有解磷能力的真菌,其中解磷能力较强的有12株。通过进一步测定,获得解磷能力强的2株真菌JP-NJ1和JP-NJ4,其对Ca3(PO4)2的解磷能力分别为1 051.69和872.18 mg ·L-1。通过形态学和18S rDNA序列分析,2株高效解磷真菌分别鉴定为泡盛曲霉和嗜松青霉。将2株高效解磷真菌接种马尾松苗,其菌悬液和代谢物都可明显促进植株生长,其中对根质量促生效果显著。

Phosphorus supply shortage in soil is one of reasons for decline of Pinus massoniana stands in China. Phosphate-solubilizing fungi (PSF) are able to dissolve insoluble phosphorus, which is otherwise unavailable to plants, and transform it into soluble phosphorus. PSF can also promote plant growth to some extent. Since Masson pine stands are facing degradation of soil fertility in southern China, screening high-efficient PSF from rhizospheric soil of the forest and developing phosphate-solubilizing microbial fertilizers are an effective way to improve the soil nutrient and promote growth of the pine trees. To this end, in this work 45 phosphate-solubilizing fungi were isolated from 12 samples of P. massoniana rhizosphere in Nanjing Jiangsu and Huangshan Anhui of Eastern China, including 12 fungi that had strong capability to soluble phosphate. After a test of phosphate-solubilizing capability, two strains with strong phosphate-solubilizing capability were obtained: JP-NJ1 and JP-NJ4. Their solubilization of Ca3(PO4)2 accounted for 1051.69 mg ·L-1 and 872.18 mg ·L-1, respectively. They belonged to Aspergillus awamori and Penicillium pinophilum, as identified by morphological observation and analysis of 18S rDNA sequences. The two efficient phosphate-solubilizing fungal strains were inoculated on P. massoniana seedlings and it was found that both the fungal suspension and their metabolite could promote growth of P. massoniana obviously and the root weight of P. massoniana was enhanced notably.


全 文 :第 50 卷 第 9 期
2 0 1 4 年 9 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 50,No. 9
Sep.,2 0 1 4
doi:10.11707 / j.1001-7488.20140911
收稿日期: 2013 - 07 - 24; 修回日期: 2014 - 07 - 22。
基金项目: 国家林业公益性行业科研专项(201004061) ; 国家“十二五”科技支撑专题(2012BAD19B0703) ; 江苏高校优势学科建设工程
资助项目(PAPD)。
* 吴小芹为通讯作者。
马尾松根际高效解磷真菌的筛选鉴定及其促生效应*
魏 伟 吴小芹 乔 欢
(南京林业大学森林资源与环境学院 江苏省有害生物入侵预防与控制重点实验室 南京 210037)
摘 要: 从江苏南京和安徽黄山 12 份马尾松根际土样中分离出 45 株具有解磷能力的真菌,其中解磷能力较强
的有 12 株。通过进一步测定,获得解磷能力强的 2 株真菌 JP-NJ1 和 JP-NJ4,其对Ca3 (PO4 ) 2的解磷能力分别为
1 051. 69和 872. 18 mg·L - 1。通过形态学和 18S rDNA 序列分析,2 株高效解磷真菌分别鉴定为泡盛曲霉和嗜松青
霉。将 2 株高效解磷真菌接种马尾松苗,其菌悬液和代谢物都可明显促进植株生长,其中对根质量促生效果显著。
关键词: 马尾松; 解磷真菌; 解磷能力; 18S rDNA; 促生效应
中图分类号: S718. 81 文献标识码: A 文章编号: 1001 - 7488(2014)09 - 0082 - 07
Screening and Identification of Phosphate-Solubilizing Fungi of
Pinus massoniana Rhizosphere and Its Application
Wei Wei Wu Xiaoqin Qiao Huan
(College of Forest Resources and Environment,Nanjing Forestry University
Jiangsu Provincial Key Laboratory for Prevention and Management of Invasion Species Nanjing 210037)
Abstract: Phosphorus supply shortage in soil is one of reasons for decline of Pinus massoniana stands in China.
Phosphate-solubilizing fungi (PSF) are able to dissolve insoluble phosphorus,which is otherwise unavailable to plants,
and transform it into soluble phosphorus. PSF can also promote plant growth to some extent. Since Masson pine stands are
facing degradation of soil fertility in southern China,screening high-efficient PSF from rhizospheric soil of the forest and
developing phosphate-solubilizing microbial fertilizers are an effective way to improve the soil nutrient and promote growth
of the pine trees. To this end, in this work 45 phosphate-solubilizing fungi were isolated from 12 samples of P.
massoniana rhizosphere in Nanjing Jiangsu and Huangshan Anhui of Eastern China,including 12 fungi that had strong
capability to soluble phosphate. After a test of phosphate-solubilizing capability, two strains with strong phosphate-
solubilizing capability were obtained: JP-NJ1 and JP-NJ4. Their solubilization of Ca3 ( PO4 ) 2 accounted for 1 051. 69
mg·L - 1 and 872. 18 mg·L - 1, respectively. They belonged to Aspergillus awamori and Penicillium pinophilum, as
identified by morphological observation and analysis of 18S rDNA sequences. The two efficient phosphate-solubilizing
fungal strains were inoculated on P. massoniana seedlings and it was found that both the fungal suspension and their
metabolite could promote growth of P. massoniana obviously and the root weight of P. massoniana was enhanced notably.
Key words: Pinus massoniana; phosphate-solubilizing fungi; phosphate-solubilizing capability; 18S rDNA; effect of
plant growth promoting
马尾松(Pinus massaniana)是我国南方地区的主
要造林树种(阎传海等,1995)。土壤磷素供应不足
是目前马尾松林衰退现象较严重的原因之一。自然
条件下,绝大部分土壤中磷源丰富,但土壤中 90%以
上都为无效磷,其转化成植物可以吸收利用的有效磷
的速度很慢,难以满足林木生长需要。解磷微生物可
以将土壤中难溶性磷转化成植物能够吸收利用的可
溶性磷。解磷微生物种类繁多,有解磷细菌、解磷真
菌和解磷放线菌等(杨慧,2008)。目前的研究主要
集中在解磷细菌。Hussain 等(2013)发现解磷伯克霍
尔德氏菌(Burkholderai sp. )PS-01 具有较好的解磷能
力,可促进玉米 ( Zea mays)根质量增加。Zhao 等
第 9 期 魏 伟等: 马尾松根际高效解磷真菌的筛选鉴定及其促生效应
(2014)发现解磷芽孢杆菌(Bacillus sp. )DZ-18 对杨
树根部具有良好促生作用。解磷真菌数量和种类都
少于解磷细菌,但解磷真菌的溶磷能力较强,甚至是
细菌的几十倍,且遗传性状更加稳定,不易因连续培
养而降低或丧失解磷能力(赵小蓉等,2002)。解磷
真菌马昆德拟青霉(Paecilomyces marquandii)AA1 在
不同培养条件下均有解磷能力(Ahuja et al.,2007)。
李剑峰等(2010)发现霉菌及酵母对难溶性磷酸盐具
有较好的溶解能力。近年来对解磷真菌研究较少,尤
其是林地生态系统解磷真菌研究更少(Barroso et al.,
2005; 陈俊等,2009; 朱颖等,2006)。因此,从林地
根际土壤中筛选高效解磷真菌并研制成生物肥料,是
解决林地磷素供应不足的一条有效途径。本研究从
江苏和安徽马尾松林根际土壤中分离、筛选高效解磷
真菌,并探讨其对马尾松的促生效应,为今后开发和
利用高效的解磷生物菌肥及改善马尾松林地土壤的
微生态环境提供参考依据。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
1. 1. 1 采样土壤 分别从安徽黄山、南京紫金山、
江苏省林业科学研究院和南京林业大学后山选取马
尾松人工林进行采样(表 1)。
表 1 采样地点信息
Tab. 1 Information of sampling site
编号
No.
采样点
Sampling site
土壤类型
Soil type
采样日期
Sampling date
1
安徽黄山
Huangshan Mountain
Anhui Province
黄壤
Yellow soil
2011 - 02 - 21
2
南京紫金山
Zijinshan,
Nanjing
石灰岩土
Limestone
soil
2011 - 03 - 15
3
南京林业大学后山
Nanjing Forestry
University
黄棕壤
Yellow
brown soil
2011 - 04 - 12
4
江苏省林业
科学研究院
Academy of Forestry,
Jiangsu Province
黄壤
Yellow soil
2011 - 09 - 05
1. 1. 2 供试培养基 无机磷培养基(NBRIP 培养
基) ( Shekhar,1999 ): 葡萄糖 10 g,( NH4 ) 2 SO4
0. 1 g,MgSO4·7H2O 0. 25 g,MgCl2·6H2O 5. 0 g,
Ca3(PO4) 2 5. 0 g,蒸馏水1 000 mL,pH 6. 8 ~ 7. 2。
马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA 培养基)(杜秉
海,1994): 马铃薯 200 g,蔗糖 20 g,琼脂 20 g,蒸馏
水1 000 mL,自然 pH 值。
CYA 固体培养基 (孔华忠,2007 ): K2HPO4
1 g,查氏浓缩液 10 mL,酵母抽提物 5 g,蔗糖 30 g,
琼脂 20 g,蒸馏水1 000 mL。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 马尾松根际土样采集 采用三点取样法分
别采集上述各取样点马尾松根际土壤。采样时,在
马尾松树体根部方圆半米内,选取采土点,铲去表层
土后深挖 20 ~ 30 cm,以保证样本中包含较多的根
际微生物。将马尾松根系上一些毛细根和黏附其上
的土壤一起装入无菌袋中,注明采集地点、日期、土
样号,取回,置于 4 ℃冰箱保存。
1. 2. 2 根际土壤解磷真菌分离 称取 10. 0 g马尾
松根际土壤,放入装有 90 mL 无菌水的250 mL锥形
瓶中,室温下 180 r·min - 1振荡 30 min,静置 10 min
后,将上清液梯度稀释至 10 - 4,10 - 5和 10 - 6,分别取
100 μL 涂布于无机磷培养基平板(NBRIP 培养基)
上,重复 3 次,25 ℃培养 7 ~ 10 天。挑取平板上具
有明显溶磷圈且长势良好的真菌菌落进行纯化并计
算分离率,后转至马铃薯培养基( PDA)斜面培养
7 ~ 10天,置 4 ℃冰箱保存。
分离率(% ) =目标解磷真菌数 /分离出解磷真
菌总数 × 100。
1. 2. 3 解磷真菌菌株初筛 将上述分离得到的真
菌分别接种到 NBRIP 平板上,25 ℃培养 7 ~ 10 天,
测定菌落直径(D)和溶菌圈直径( d),计算比值( d /
D)。按表 2 对真菌解磷能力进行初步分级。一般
比值越大,说明真菌的解磷能力越强。比值 > 1 时,
解磷真菌解磷能力最强,比值为 0. 5 ~ 1 时解磷能力
较强,比值 < 0. 5 时则解磷能力较弱。本试验选择
溶磷圈相对大而透明且比值 > 0. 5 的菌株进行保
存,置于 4 ℃冰箱保存。
1. 2. 4 高效解磷真菌的复筛 将上述初筛得到的
菌株接种到 PDA 平板上活化培养 7 天,以无菌操
作取 6 个直径 6 mm 菌块接种至 50 mL NBRIP 液
体培养基中,以未接菌的空白 NBRIP 培养基为对
照(CK),每个待测菌株设 3 次重复,25 ℃,200
r·min - 1振荡培养 7 天,过滤发酵液后采用钼锑抗比
色法测上清有效磷含量,用 UV - 160PC 紫外 -可见
光分光光度计在720 nm处比色并测定 OD 值(鲁如
坤,1998)。计算上清液有效磷含量和解磷率(刘辉
等,2010)。
解磷率(% ) = (接菌可溶性磷含量 -对照可溶
性磷含量) /加入无机磷源的量 × 100。
1. 2. 5 高效解磷真菌的形态学鉴定 在 CYA 培养
基上接种从马尾松根际土壤筛选分离获得的高效解
38
林 业 科 学 50 卷
磷真菌,25 ℃培养 1 ~ 2 周,观察并记录菌落、菌丝、孢
子以及生理生化等特征 (贺运春,2008; 孔华忠,
2007; 齐祖同,1997; 陆家云,2001; 姚粟等,2006;
崔丽霞等,2007),对解磷真菌菌株进行初步鉴定。
1. 2. 6 真菌基因组 DNA 的提取 采用 CTAB 法提取
待测菌株 DNA。将适量菌体采用液氮研磨至粉末状,
加入 800 μL 已65 ℃预热的 CTAB 和 200 μL DTT,
65 ℃水浴 45 min; 常温下 12 000 r·min - 1离心 15 min,
吸取上清液,加入等体积酚∶氯仿∶异戊醇(25∶ 24∶ 1)并
振荡,常温下 12 000 r·min - 1,15 min 离心; 吸取上清
液,加入等体积氯仿 ∶异戊醇(24 ∶ 1)并振荡,常温下
12 000 r·min - 1离心 15 min; 吸取上清液,加入 1 /10 体
积的醋酸钠和 2 倍体积 - 20 ℃预冷的无水乙醇,
-20 ℃沉淀过夜; 12 000 r·min - 1离心 15 min 后弃上
清液,加入 70%的乙醇洗涤沉淀 3 次; 真空干燥洗涤
10 min; 风干后溶解于 50 μL 1 × ddH2O,-20 ℃冻存。
1. 2. 7 真菌基因组 DNA 的 PCR 扩增检测及测序
选取通用引物 ITS1 ( TCCGTAGGTGAA CTGCGC)和
ITS4(TCCTCCGCTTATTGATATGC) (上海美吉测序
公司合成)对供试菌株进行扩增。
取 8 μL PCR 扩增产物在含有 EB 的 1. 0%的琼
脂糖凝胶上电泳,电泳后利用凝胶成像系统在紫外
灯下观察结果。将 PCR 产物在自动测序仪上进行
序列反应测序(北京六合华大基因科技公司)。
1. 2. 8 供试马尾松苗木培育 马尾松种子采自广
州。用 1%高锰酸钾溶液浸泡种子 1 h,再用自来水
冲洗 12 h。浸种后将种子用纱布包好,并保持湿润,
置于 20 ℃条件下 1 天左右进行催芽。育苗用土取
自南京林业大学后山的黄棕壤,置于营养钵内。土
壤高温灭菌(121 ℃,2 h)后将已开始萌发的马尾松
种子撒在土壤表面,用厚约 1 ~ 2 cm 的灭菌
(121 ℃,2 h)细沙覆盖,25 ℃培养。待苗高至 6 ~
8 cm左右后连土移栽,装土量约为盆容积 2 /3,每盆
1 株。置室温 20 ℃下进行培养,保持良好的光照和
水分条件,待后期接菌。
1. 2. 9 高效解磷真菌菌剂制备及接种试验 将供
试菌株于马铃薯葡萄糖液体培养基中 25 ℃振荡培
养 7 天。发酵液离心 5 min(4 ℃,6 000 r·min - 1 ),
菌丝体用磁力搅拌器打碎后,作浓度梯度稀释,在显
微镜下对菌丝片段计数,并用无菌生理盐水调节菌
丝片段悬液 (7 × 10 - 8 ~ 8 × 108 cfu·mL - 1 )制成菌
剂。离心后的上清液收集到无菌三角瓶中待用。
接种试验分为 4 种处理,每种处理 10 株马尾松
苗,各施入 15 mL 对应处理物:A 为菌丝片段悬液,
B 为供试菌株发酵液,C 为空白的马铃薯葡萄糖液
体培养基(PD),D 为无菌生理盐水 (CK)。每个处
理 20 次重复,接种后的松苗置于温室(20 ℃ )统一
管理,适时浇水。接种处理的马尾松苗生长 150 天
后,测定植株苗高、地径、植株鲜质量和根质量等指
标,并计算平均值。
1. 3 数据处理
运用 Microsoft Excel2003 和 Spss18. 0 软件做统
计分析,数据以 mean ± SD 表示。将测序得到的序
列与 BLAST 数据库进行同源性分析,用 MEGA
(4. 0 )程序包中的 Neighbor-Joining 法构建系统进
化树。
2 结果与分析
2. 1 解磷真菌分离与初筛
解磷真菌在 NBRIP 培养基上生长时大多会产
生透明溶磷圈,从供试土样中共分离 45 株具有溶磷
圈的解磷真菌,其中南京紫金山土样获得 6 株解磷
真菌,南京林业大学后山土样获得 15 株解磷真菌,
江苏省林业科学研究院土样获得 18 株解磷真菌,安
徽黄山土样获得 6 株解磷真菌(表 2),说明解磷真
菌在不同马尾松林分根际土壤中的分布数量不同。
表 2 马尾松根际解磷真菌分离情况
Tab. 2 Isolation ratio of phosphate-solubilizing fungi from P. massoniana rhizosphere
编号
No.
采样点
Sampling site
采样数
Samples
真菌数
Fungi number
d /D > 0. 5
真菌数
Fungi number
分离率
Separation rate (% )
1 安徽黄山
Huangshan Mountain,Anhui Province
3 6 — —
2 南京紫金山
Zijinshan,
Nanjing
3 6 — —
3 南京林业大学后山
Nanjing Forestry
University
3 15 12 80
4 江苏省林业科学研究院
Academy of
Forestry,Jiangsu Province
3 18 14 77. 8
总计 Total — 12 45 26 57. 8
48
第 9 期 魏 伟等: 马尾松根际高效解磷真菌的筛选鉴定及其促生效应
从表 2 可以看出,解磷能力较强菌株的分离率
约为 57. 8%。南京林业大学后山黄棕壤土样中分
离率为 80%,江苏省林业科学研究院黄壤土样的分
离率为 77. 8%,说明黄壤和黄棕壤土样中的解磷真
菌解磷能力较强,而紫金山石灰岩土样中的解磷真
菌解磷能力较弱。在 45 株解磷真菌中,具有明显溶
磷圈且 d /D > 1 的强解磷菌株有 12 株。
2. 2 解磷真菌复筛和解磷能力比较
将初筛获得的 12 株解磷真菌接种于 NBRIP 液
体摇瓶培养基中,在 25 ℃,200 r·min - 1条件下培养
7 天后,测定发酵液中可溶磷的含量,结果(图 1)表
明,12 株解磷真菌对 Ca3 ( PO4 ) 2 的溶解力很强,发
酵液中有效磷含量显著高于对照。各接菌处理发酵
液中有效磷含量为 598. 11 ~ 1 051. 69 mg·L - 1,各菌
株解磷率为 10. 19% ~ 19. 3%。其中,JP-NJ1 和 JP-
NJ4 菌株的发酵液有效磷含量高达 1 051. 69 和
1 042. 98 mg·L - 1,解磷率分别为 19. 3%和 19. 1%,
显著高于其他菌株。
图 1 马尾松根际 12 株解磷真菌的解磷效果
Fig. 1 The phosphate-solubilizing effect of twelve fungi from P. massoniana rhizosphere(P < 0. 01)
不同小写字母表示差异显著(P < 0. 01)Different smallletters mean significant difference (P < 0. 01)
2. 3 高效解磷真菌菌株主要形态学特征
对初筛获得的 12 株解磷真菌测定,筛选出 2 株
解磷能力强的真菌菌株 JP-NJ1 和 JP-NJ4。 JP-NJ1
菌株在 CYA 培养基上生长迅速,25 ℃培养 7 天,直
径在 65 mm 左右。菌落黑褐色,具有辐射状沟纹,
质地丝绒状(图 2A); 菌落反面稍呈淡黄色。分生
孢子在菌落中间密集产生,呈黑褐色;分生孢子梗瓶
梗状,约(600 ~ 800) μm × 10 μm,衰老时带淡褐色;
产孢结构双层,分生孢子球形或近球形,直径 3. 5 ~
5 μm,壁平滑。该菌株在 NBRIP 培养基上生长较缓
慢,25 ℃培养 7 天后菌落直径为 35 ~ 40 mm,溶磷
圈大而透明,直径为 46 ~ 65 mm; 菌落质地丝绒状,
菌丝较稀疏; 分生孢子产生较少,菌落中间最为密
集,呈黑色;菌落反面无色。根据菌落的形态学分析
以及显微观察,初步鉴定 JP-NJ1 为曲霉属一种
(Aspergillus sp. )。
JP-NJ4 菌株在 CYA 培养基上 25 ℃培养 7 天,
菌落直径约 30 mm。菌落平坦或中心有脐状突起,
边缘整齐或不整齐,菌落呈颗粒状(图 2B); 分生孢
子椭圆形,分生孢子面黄绿色; 菌丝体黄色,有时有
少量的淡褐色渗出液,菌落反面橙红色。该菌株在
NBRIP 上25 ℃培养 7 天,菌落直径为 26 ~ 30 mm。
溶磷圈半透明,直径 18 mm 左右,生长前期菌落直
径大于溶磷圈直径,至生长后期(12 天)溶磷圈直径
大于菌落直径且更透明。菌落质地疏松,四周有呈
放射状排列的绒毛状白色菌丝; 菌落背面呈浅红褐
色。根据菌落和菌体的形态学分析和显微观察,初
步鉴定为青霉属一种(Penicillium sp. )。
图 2 2 株高效解磷真菌在 CYA 培养基上的
菌落特征
Fig. 2 Two phosphate-solubilizing fungal strains colony on
CYA medium
A. JP-NJ1; B. JP-NJ4
2. 4 高效解磷真菌菌株分子鉴定
2. 4. 1 解磷真菌 rDNA ITS PCR 扩增 以解磷真菌
的 DNA 作为模板,利用通用引物 ITS1 和 ITS4,对目
的基因片段进行 PCR 扩增,得到的产物用 1. 0%琼
脂糖凝胶电泳进行检测,并以 DNA Marker-DL 2000
作为对照。结果表明,2 株解磷真菌在 500 ~ 750 bp
58
林 业 科 学 50 卷
处均有 1 条明显而亮的 DNA 条带,质量浓度约
100 ng·μL - 1,且没有其他非特异性条带。因此可以
判断这些条带即为获得的目的 DNA 片断,可用来
测序。
2. 4. 2 系统发育树的构建与分析 将 2 株高效解
磷真菌菌株 18S rDNA 的间隔序列进行 PCR 扩增并
测序,将测序得到的 18S rDNA ITS 区序列分别与
GenBank 中的菌株序列进行相似性分析,并用
Bioedit 软件进行多重序列比较,再用 Mega 4. 0 软件
Neighbour-Joining method 法寻找最简约系统发育
树,用 Bootstrap 进行验证。结果表明,JP-NJ1 菌株
扩增片段大小为 590 bp,JP-NJ4 菌株为 573 bp。将
它们分别进行 blast 比对发现: JP-NJ1 菌株与
Genbank 中各相似菌株的同源性都在 99% 以上,与
黑曲霉(Aspergillus niger)和泡盛曲霉( A. awamori)
序列的亲缘关系最近,同源性均为 100% (图 3);结
合 JP-NJ1 菌株形态学特征后,可认为 JP-NJ1 菌株为
泡盛曲霉(齐祖同,1997)。JP-NJ4 菌株与 Genbank
中各相似菌株的同源性都在 98%以上,其与嗜松青
霉(P. pinophilum) (HQ392503. 1)序列的亲缘关系
最近,同源性最高(图 3),故解磷真菌 JP-NJ4 为嗜
松青霉。
图 3 基于 18S rDNA ITS 序列的解磷真菌系统发育树
Fig. 3 The phylogenetic tree of efficient phosphate-solubilizing fungi based on 18S rDNA ITS sequences
2. 5 高效解磷真菌对马尾松生长的影响
2 株解磷真菌接种马尾松苗木 150 天后,对马
尾松植株的生长状况以及生物量进行观察和测定。
结果表明,2 株解磷真菌无论是菌悬液还是代谢物
都对马尾松苗有明显的促生作用(表 3)。其中:JP-
NJ1 菌株的菌悬液的促进作用最显著 ( P < 0. 05),
苗高和地径分别比 CK 增长 19. 36%和 27. 83%,鲜
质量 和根 质量分 别比 CK 增 长 了 104. 13% 和
153. 12%。JP-NJ4 菌株代谢物对根质量的影响大于
其菌悬液,与 CK 相比增加 59. 38%。PD 培养基对
马尾松苗高、地径、鲜质量和根质量的促生作用均不
显著。
3 结论与讨论
本研究从江苏南京和安徽黄山 12 份马尾松根
际土样中分离出 45 株可在 NBRIP 无机磷培养基上
生长的真菌,这些真菌均具有一定的解磷作用。通
过初筛从中得到了 12 株解磷能力较强的解磷真菌,
分离率为 26. 7%。其中,6 株来自南京林业大学后
山土样,另外 6 株来自江苏省林业科学研究院土样,
而南京紫金山土样和安徽黄山土样中未得到解磷能
力较强的真菌菌株。不同地区根际土壤解磷真菌分
布以及解磷能力存在差异,这可能与土壤类型以及
土壤有机质等的影响有关。通过解磷能力进一步测
定,复筛出 2 株对 Ca3 (PO4 ) 2 具有强解磷能力的真
菌JP-NJ1和 JP-NJ4。经鉴定分别为泡盛曲霉与嗜松
青霉。其中,JP-NJ1 菌株与黑曲霉和泡盛曲霉序列
的亲缘关系均极为相近,但黑曲霉菌落呈炭黑色,菌
落反面无色或黄褐色或微黄绿色,而 JP-NJ1 菌株菌
落黑褐色,背面淡黄色,因此 JP-NJ1 菌株为泡盛曲
霉。Whitelaw 等 (1999)从小麦 ( Triticum aestivum)
根际土壤中分离出的青霉 (P. radicum),在培养 21
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第 9 期 魏 伟等: 马尾松根际高效解磷真菌的筛选鉴定及其促生效应
天(25 ℃ )后,对Ca3(PO4) 2的解磷能力为 360 mg·
L - 1。与之相比,本研究筛选获得的 2 株解磷真菌对
磷酸钙的解磷能力更强。
表 3 高效解磷真菌对马尾松生长的影响(P < 0. 05)
Tab. 3 Effect of high efficient phosphate-solubilizing fungi on the growth of P. massoniana (P < 0. 05)
处理
Treatments
生长状况 Seedling growth 植株生物量 Seedling biomass
苗高 Height 地径 Ground diameter 鲜质量 Fresh mass 根质量 Root mass
测量值
Value /
cm
增长率
Increase
rate
(% )
测量值
Value /
mm
增长率
Increase
rate
(% )
测量值
Value /
g
增长率
Increase
rate
(% )
测量值
Value / g
增长率
Increase
rate
(% )
JP-NJ1 菌悬液
JP-NJ1 fungal suspension
23. 67 ± 0. 86a 19. 36 2. 71 ± 0. 19a 27. 83 4. 45 ± 0. 55a 104. 13 1. 62 ± 0. 36a 153. 12
JP-NJ1 发酵液
JP-NJ1 fermentation broth
22. 67 ± 2. 00a 14. 32 2. 5 ± 0. 29ab 17. 92 3. 24 ± 0. 36b 48. 60 0. 8 ± 0. 19b 25. 00
JP-NJ4 菌悬液
JP-NJ4 fungal suspension
24. 17 ± 1. 29ab 21. 89 2. 45 ± 0. 14b 15. 57 3. 6 ± 0. 25b 65. 14 0. 95 ± 0. 29bc 48. 44
JP-NJ4 发酵液
JP-NJ4 fermentation broth
22. 1 ± 1. 147ab 11. 45 2. 18 ± 0. 11b 2. 83 2. 9 ± 0. 31bc 33. 03 1. 02 ± 0. 23bc 59. 38
PD 培养基
PD medium
22. 42 ± 1. 52ab 13. 06 2. 19 ± 0. 22b 3. 30 2. 34 ± 0. 35cd 7. 34 0. 66 ± 0. 21c 3. 13
CK 19. 83 ± 1. 05b — 2. 12 ± 0. 15b — 2. 18 ± 0. 4d — 0. 64 ± 0. 18c —
已 有 研究 表明,解磷真菌主要 有 青 霉 菌
(Penicillium)、曲霉菌(Aspergillus)、根霉(Rhizopus)、
镰刀菌 (Fusarium)、小菌核菌 ( Sclerotium)等,目前
研究最多的是青霉和曲霉(李露莉等,2010)。本研
究通过形态学和 18S rDNA ITS 序列分析,对 2 株马
尾松根际解磷真菌 JP-NJ1 和 JP-NJ4 进行了鉴定,二
者分别为泡盛曲霉和嗜松青霉。Mittal(2008)将一
株泡盛曲霉接种鹰嘴豆(Cicer arietinum),发现植物
根长、种子数以及质量等都有显著增加; 有研究表
明,解磷青霉对玉米促生作用显著,可以用来作为水
稻(Oryza sativa)的壮秧剂(徐汉虹,2001); 同时解
磷青霉还可产生吲哚乙酸以促进植物生长(刘志明
等,2000)。本研究将 2 株高效解磷真菌对马尾松
苗进行接种试验,结果表明,高效解磷真菌无论是菌
悬液还是发酵液都可以明显促进马尾松生长,且菌
悬液处理的促生效果高于代谢物的处理。Babana
等(2006)研究发现泡盛曲霉对小麦根质量增长率
可达 60%,本试验中解磷曲霉 JP-NJ1 对马尾松苗根
质量的增长率则远高于上述结果,JP-NJ1 菌株对马
尾松根质量具有良好的促生效果。目前有关解磷菌
剂的报导多集中于解磷细菌,解磷真菌研究较少;
而且多是农作物上,林木方面关注较少 (陈俊等,
2009; 朱颖等,2006)。本研究筛选获得的高效解
磷真菌泡盛曲霉 JP-NJ1 和嗜松青霉 JP-NJ4 不仅丰
富了解磷微生物的种质资源,并具有应用于林木微
生物肥料开发研制的潜力。
参 考 文 献
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(责任编辑 朱乾坤)
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