全 文 ：第 17 卷
第 6 期

Vol. 17
No. 6
草
地
学
报
ACTA AGRESTIA SINICA



2009 年
11 月

Nov.

2009
草地早熟禾根际胶质芽孢杆菌培养条件研究
赵
艳1, 张晓波2 , 郭
伟3 , 洪坚平1*
( 1.山西农业大学资环学院, 山西
030801; 2.海南大学农学院 , 海南
571737; 3.晋城市农业技术推广站, 晋城
040026)
摘要: 于 2007 年 9 月从草地早熟禾(P oa p ratensis L . )根际土壤中筛选得出 3 株胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilag i

nosus )为试验材料,对其培养条件以及典型生长曲线开展研究。结果表明, 菌株在 10
~ 45
内均可生长, 最适生
长温度在 35
~ 40
;最适生长初始 pH 值在 7. 5~ 8. 0;菌株 K7、K3、K5 的最佳通气量分别为 220 mL、100 mL 和
150 mL ;并在上述基础上经过进一步试验得到了菌株的典型生长曲线。试验数据对于了解掌握菌株的生长规律以
及作为生物菌肥加以利用具有重要的意义。
关键词:草地早熟禾; 胶质芽孢杆菌;培养条件; 典型生长曲线
中图分类号: S154. 37



文献标识码: A




文章编号: 1007
0435( 2009) 06
0822
04
Study on Culture Condition of Bacillus mucilaginosus Isolated
from Rhizosphere of Kentucky Bluegrass
ZHAO Yan
1
, ZHANG Xiao
bo2 , GU O Wei3 , HON G Jian
pin1*
( 1. College of Resources & Environment , S hanxi Agricultural University, Taigu, Shanxi Province 030801, China; 2.College of Agriculture, Hainan
University, Danzhou, Hainan Province 571737, China; 3. Jincheng Agro
t echnical Extension Cent re, Jincheng, Shanxi Province 040026, China)
Abstract: Cultur e condit ions and typical g row th curve of three Bacil lus muci laginosus strains iso lated f rom
rhizosphere of Kentucky blueg rass in September 2007 w ere studied. T he results show that the st rains
could gr ow under 10
to 45
, the opt imum temperature was f rom 35
to 40
, the opt imum init ial pH
range w as 7. 5 to 8. 0, and the opt imum ventilat ion volume of st rain K7, K3 and K5 w ere 220, 100, and 150
mL, respectively. Based on the above results, the typical st rain grow th cur ves w ere determined. The ex

perimental data w ould be signif icance for the understanding of gr ow th pat tern and ut ilizat ion as biolog ical
fert ilizer of these st rains.
Key words: Kentucky bluegrass; Bacil lus mucilaginosus ; Culture condit ion; Typical grow th cur ve


胶质芽孢杆菌( Bacil lus mucilaginosus )俗称硅
酸盐细菌或钾细菌,是一类具有分解硅酸盐矿物能
力的土壤细菌 [ 1]。胶质芽孢杆菌进入植物根际后,
除了为作物提供速效性钾元素外,还能够分泌植物
生长刺激素[ 2, 3] 及多种酶, 并能够增强作物对一些
病害的抵抗力[ 4] 。据报道胶质芽孢杆菌对多种作物
如水稻 ( Or y z a sativa ) [ 5]、小麦 ( T ri ti cum aecot i

vum ) [ 6]、烟草 ( N icotiana tobacam L. ) [ 7]、棉花
( Gossy p ium spp . ) [ 8 ]、甘 薯 ( L p omoea batatas
Lam. )
[ 9]等有增产、改善品质、提高作物抗逆能力等
作用,因此以胶质芽孢杆菌在研制生物钾肥等方面
具有广泛的应用前景,尤其是在我国钾肥资源严重匾
乏,缺钾土壤面积不断扩大的情况下 [10] , 研究开发以
胶质芽孢杆菌为有效活菌的生物钾肥尤为重要[ 11]。
本研究对草地早熟禾( Poa p ratensis L. )根际
土壤中分离得到的 3株胶质芽孢杆菌菌株的最适温
度、最适 pH 值以及最佳通气量等条件进行研究,以
上述条件为基础测定各个菌株的典型生长曲线, 这
对有效地利用和促进菌株的生长具有重要的现实意
义,可为生物菌肥的研制提供必要的理论数据。
1
材料与方法
1. 1
供试材料
供试菌株: 2007年 9月从草地早熟禾根际土壤
中分离、纯化[ 12] ,经室内鉴定及解钾能力测定[ 13]筛选
收稿日期: 2008
12
11;修回日期: 2009
10
10
基金项目:海南省自然科学基金( 309009) ;山西农业大学科技创新基金( 2005015)
作者简介:赵艳(1981
) ,女,汉族,山西太谷人,讲师,博士研究生,研究方向为微生物相关方面, E
mail: angiaoo@ 126. com; * 通讯作者 Author
for correspondence, E
mail: yanbo315@ 126. com
第 6期 赵艳等:草地早熟禾根际胶质芽孢杆菌培养条件研究
得到的胶质芽孢杆菌菌株,标记 K7、K3、K5共 3株。
培养基: LB液体培养基[ 14]
1. 2
试验设计
以下试验均以未接菌的 LB液体培养基为空白
对照。
1. 2. 1
温度条件对菌株生长的影响[ 15]
按 2%接
种量分别将菌株接种到 LB 液体试管培养基中, 每
个菌种接种 4 管, 分别在 10、15、20、25、30、35、40、
45
的振荡培养( 180 r
min- 1 ) 48 h, 然后测定每
个菌株的 OD600吸光值。
1. 2. 2
初始 pH 值对菌株生长的影响
将菌株按
2%接种量分别接种到 pH 值为 4. 0、4. 5、5. 0、5. 5、
6. 0、6. 5、7. 0、7. 5、8. 0、8. 5、9. 0LB液体试管培养基
中,每个菌种接种 4 管, 置于 180 r
min- 1的 28

振荡培养箱中培养 48 h, 然后测定其OD600的平均
吸光值,确定每种菌株的最适生长 pH 值。
1. 2. 3
通气条件对菌株生长的影响
将菌株按
5%的接种量接种到装液量为 30、50、100、150 和
180 mL 的三角瓶( 250 mL)中, 28
振荡培养( 180 r

min- 1 ) 48 h,然后测定 OD600的平均吸光值。
1. 3
典型生长曲线的测定
将各菌株分别从保存的试管斜面上取一环接种
于 10 mL 液体 LB培养基中, 于28
, 150 r
min- 1
振荡培养 12 h作为种子液。
按 2%的接种量将上述种子液接种于 200 mL
LB 液体培养基中, 振荡混匀,以每支 10 mL 分装于
标记为 0、2、4、6、8、10、12
24 h的 13支试管中, 于
每个菌株的最适培养条件下培养。
按标记时间从上述试管中各吸取 1 mL 培养
液,加入 9 mL 灭菌生理盐水中, 混匀后取出 1 mL
加入下一支 9 mL 无菌的生理盐水中,依次类推, 对
菌液作 10 倍梯度稀释, 稀释度为 10- 1、10- 2、10- 3
直到 10- 10 , 分别吸取各稀释度菌液 0. 1 mL 涂布
LB 平板, 3 次重复, 于上述每个菌株的最适温度培
养 48 h。计数菌液不同稀释度的 3次重复的菌落
数,菌落数在 30~ 300 的为有效平板, 求其平均值。
依下式计算出供试菌株各生长时间的菌数。
菌数(个/ mL) = 3个平板上菌落数的
平均值
稀释倍数
10
1. 4
数据处理
利用 Excel及 SPSS 9. 0软件进行数据处理。
2
结果与分析
2. 1
温度对菌株生长的影响
由图 1可知, 3株胶质芽孢杆菌在 10~ 45
的
温度内均能生长, 最适宜的生长温度为 35~ 40
,
其中菌株 K3以及 K7 在 40
时, K5 菌株在 35

时,对应其最高的 OD600吸光值(达显著水平, P<
0. 05) , 即该温度分别对应各菌株的最适生长温度,
虽然菌株 K3、K7 在 40
时才出现生长高峰, 但在
35
的生长状况也较好。说明草地早熟禾根际分离
的胶质芽孢杆菌适应较宽的温度变化。
图 1
温度条件对菌株生长的影响
F ig . 1
Influence of temperature on the g row th of str ains
2. 2
初始 pH值对菌株生长的影响
由图 2可知, 3株胶质芽孢杆菌均能在 pH 4. 0
~ 9. 0内生长, 表明这些菌株对 pH 具有相对较广
的适应能力。菌株 K3、K7最适初始 pH 为 7. 5, K5
为 8. 0(吸光值达到显著水平, P< 0. 05) , 说明这 3
个菌株在初始稍偏碱性的条件下生长较好。
图 2
pH值对菌株生长的影响
Fig . 2
Influence of pH conditions on the growth of strains
2. 3
通气条件对菌株生长的影响
从图 3可知,根据本试验中各菌株最适通气量
的测定, 菌株 K7通气量为 220 mL 时生长最好(吸
光值达到显著水平, P< 0. 05) , 说明越高的氧分压
823
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报 第 17卷
越有利于菌株 K7的生长; 菌株 K5在通气量为 150
mL 时最适宜其生长(吸光值达到显著水平, P <
0. 05) ,但在通气量为 220 mL 时生长受到一定阻
碍,说明菌株 K5在有氧或稍缺氧条件下,可通过不
同的氧化方式获得能量, 所以在有氧或无氧环境中
均能生长繁殖。此外,菌株 K3通气量为 100 mL 时
达到生长的峰值。
图 3
通气条件对菌株生长的影响
Fig. 3
Influence of oxygen conditions on the growth of strains
2. 4
典型生长曲线
由各个菌株的典型生长曲线可知(图 4) , K5菌
株经过一个短暂的 0~ 2 h的延迟期后, 于 2~ 12 h
时进入对数期,稳定期为 12~ 18 h, 18 h 后进入衰
亡期。而菌株 K3、K7经过 0~ 2 h 的延迟期后,于 2
~ 14 h进入对数期, 14~ 18 h 进入稳定期, 18 h 后
进入衰亡期。即筛选到的菌株均具有比较明显的延
迟期、对数期、稳定期以及衰亡期。
图 4
菌株典型生长曲线
Fig. 4
T ypical g rowth curve o f st rains
3
讨论
3. 1
前人研究表明,微生物在人工培养时直接受温
度条件的影响, 适宜的培养温度对微生物生长具有
较大的促进作用 [ 16]。胡秀芳等 [ 18]对采用离子诱变
所获得的突变胶质芽孢杆菌菌株 021120进行培养
条件和发酵工艺研究, 结果表明该突变菌株的最适
生长温度为 32
;陈育如等[ 19]以所筛选的胶质芽孢
杆菌 RM
01菌株为材料,对其所需培养条件进行研
究,结果表明 36
时, 菌株生长量达到最高。而本
试验中, 3个胶质芽孢杆菌菌株的最适温度为 35
~
40
, 与上述学者的研究结果较为一致。
试验结果同时说明菌株 K3、K5、K7 皆为嗜温
菌,即这些菌株在 20
~ 40
的环境条件下可正常
新陈代谢以及繁殖发育。所以, 如果在工业发酵中
大量生产时,不需要为其设置特殊的温度,从而可以
降低生产成本。
3. 2
在微生物人工培养过程中,适合的初始 pH 值
往往对该微生物本身及发酵生产在初期就产生促进
作用,对于某种有益特定微生物种类来说,找到其发
酵的最适初始 pH 值并应用已成为工业培养及发酵
生产过程中的重要措施之一。刘五星等[ 20] 对一株
胶质芽孢杆菌 NS01发酵工艺条件进行研究表明,
初始 pH 7. 5 时, 菌株的活菌数达最高。而陈育如
等[ 1 9]对胶质芽孢杆菌 RM
01菌株的研究结果表明
最适初始 pH 为 7. 0。本试验的 3 个菌株的最适初
始 pH 分别为 7. 5( K3、K7)和 8. 0( K5) , 与刘五星
等[ 2 0]的研究结果较吻合。
3. 3
微生物对氧的需要和耐受能力在不同的类群
中差别很大,所以在微生物人工培养过程中,通气量
也是一个关键的影响因素。陈育如等[ 19] 的结果表
明,胶质芽孢杆菌 RM
01菌株在通气量为 200 mL
时菌量达到最高。刘五星等[ 20] 对胶质芽孢杆菌
NS01的装液量进行了研究, 结果表明, 装液量 50
mL/ 250 mL 锥形瓶(通气量为 200 mL)时菌数达最
高。在本研究中, 菌株 K3最佳通气量为 100 mL,
K5为 150, K7为 220 mL,除菌株 K7的最佳通气量
数值与上述学者的研究结果接近外, 其他 2个相差
较大,其原因尚待进一步探讨。
3. 4
利用典型生长曲线可以看出不同微生物在培
养过程中进入延迟期、对数期、稳定期及衰亡期的时
间,所以,根据典型生长曲线可以明确微生物的生长
规律,对生产实践具有重大的指导意义。有些学者
已经对一些特异微生物的生长曲线进行了初步研
究,如李木桂等[ 21]对筛选出的 3株溶藻菌 L7、L8和
L18 进行了生长曲线的研究; 陶令霞等[ 22] 对固氮菌
NT 06的生长曲线进行了测定。本试验测定了从草
地早熟禾根际土壤所筛选的 3株胶质芽孢杆菌的典
型生长曲线,发现所有菌株的延迟期均为 0~ 2 h,
但进入对数生长期以后所持续的时间有所不同, K5
为 2~ 12 h, K3及 K7为 2~ 14 h,相比 K5延长了 2
h;相应地, K3及 K7进入稳定期的时间又比 K5推
824
第 6期 赵艳等:草地早熟禾根际胶质芽孢杆菌培养条件研究
迟了 2 h( 14~ 18 h) ; 但全部菌株在 18 h 时进入衰
亡期,菌株 K5在稳定期持续的时间为 6 h,而 K3及
K7为 4 h;说明不同菌株的生长发育特性具有一定
差异,这些数据也对今后菌株的生产及利用具有重
要意义。
4
结论
4. 1
本试验胶质芽孢杆菌最适温度为 35
~ 40
;
最适 pH 为 7. 5~ 8. 0; K7最适通气量为 220 mL, K5
最适通气量为150 mL, K3最适通气量为 100 mL。
4. 2
本试验在最适温度、最适初始 pH、最佳通气
量的条件下得到菌株 K3、K5、K7典型生长曲线, 各
个菌株延迟期均为 0~ 2 h,其中 K5对数期为 2~ 12
h,稳定期为 12~ 18 h;菌株 K3、K7对数期为 2~ 14 h,
稳定期为 14~ 18 h,全部菌株于 18 h后进入衰亡期。
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