望天树人工林根际土壤微生物多样性研究及解磷菌筛选
森林根际土壤细菌的分离、鉴定及生物活性筛选
森林根际土壤细菌的分离、鉴定及生物活性筛选冯路遥;赵江源;施竹凤;莫艳芳;杨童雨;申云鑫;何飞飞;李铭刚;杨佩文【期刊名称】《生物技术通报》【年(卷),期】2024(40)1【摘要】【目的】从无量山国家级自然保护区森林根际土壤发掘具有多种生物活性的功能菌株,探究其开发应用潜力。
【方法】采集无量山地区25个区域植物的根际土壤,采用选择培养基,分离鉴定磷酸盐溶解、固氮、溶锌和拮抗等活性菌株,进一步测定菌株分泌铁载体、ACC脱氨酶和吲哚乙酸等生物活性,并验证促番茄种子发芽和生长效果。
【结果】分离鉴定得到解磷菌70株,固氮菌27株,解钾菌8株,拮抗镰刀菌的菌株51株。
其中,YIM B08401和YIM B08402形态学结合生理生化特性和16S rDNA序列测序,鉴定为白色伯克霍尔德氏菌(Burkholderia alba)和青岛假单胞菌(Pseudomonas qingdaonensis),两个菌株均具有磷酸盐溶解、固氮、溶锌和分泌铁载体的活性,最大可溶性磷含量为(455.63±59.65)mg/L和(878.95±64.78)mg/L;两株菌的促种子发2芽试验结果接近,施加稀释10倍、10倍和310倍的发酵上清液后,发芽率都维持在82%-93%,明显高于对照组的56%和49%,施加菌株发酵液的处理组相较于空白对照组的长度都有显著增加。
盆栽实验证明,两株菌株促生效果最明显的处理组在地上部长度、鲜重、干重、茎粗、根长、根鲜重、根干重方面的数据都显著优于对照组,YIM B08401的上述指标相对于对照组分别显著增加了89%、495%、268%、62%、53%、385%和469%,YIMB08402的上述指标相对于对照组分别显著增加了118%、528%、477%、55%、37%、413%和747%。
此外,菌株YIM B08401还具有拮抗病原菌和分泌ACC脱氨酶活性,YIM B08402则还具有分泌吲哚乙酸的活性。
红壤区杉木根际高效解磷菌的筛选、鉴定及培养条件优化
第61卷 第1期厦门大学学报(自然科学版)V o l .61 N o .1 2022年1月J o u r n a l o f X i a m e nU n i v e r s i t y (N a t u r a l S c i e n c e )J a n .2022h t t p :ʊjx m u .x m u .e d u .c n d o i :10.6043/j.i s s n .0438-0479.202103020红壤区杉木根际高效解磷菌的筛选㊁鉴定及培养条件优化赵 君1,饶惠玲1,王耘籽1,黄 伟1,吴承祯2,李 键1*(1.福建农林大学林学院,福建省高校森林生态系统过程与经营重点实验室,福建福州350002;2.武夷学院生态与资源工程学院,福建南平354300)摘要:解磷微生物能够活化土壤中的难溶性磷,筛选杉木(C u n n i n gh a m i a l a n c e o l a t a )根际高效解磷菌对于缓解南方红壤区杉木人工林土壤的磷素受限问题具有重要现实意义.以南方红壤区不同林龄(2,4,10,15a )杉木人工林下的根际土壤为研究对象,通过平板分离初筛菌株㊁液体发酵复筛菌株和16S r D N A 测序,筛选㊁鉴定高效根际解磷菌,采用单因素实验和正交试验确定高效解磷菌的最优培养条件.实验结果表明:1)15a 杉木根际土壤的解无机磷菌与解有机磷菌数量分别为3.64ˑ105和2.14ˑ105c f u /g ,均显著高于其他林龄(p <0.05),且各林龄解磷菌类型间存在显著差异(p <0.05);2)筛选出25株解无机磷菌和20株解有机磷菌,经平板初筛㊁液体发酵复筛和16S r D N A 测序鉴定,分别得到一株解磷效果显著(p <0.05)的解无机磷菌株W 1(溶磷量238.08μg /m L ,不动杆菌属(A c i n e t o b a c t e r s p .))和解有机磷菌株Y 9(溶磷量15.04μg /m L ,克雷伯氏菌属(K l e b s i e l l a s p .));3)优化后W 1的最佳培养条件为1.0%(质量分数)葡萄糖㊁1.50%(质量分数)酵母粉㊁初始p H7.5㊁装液量30m L ㊁接种量3%(体积分数)㊁温度40ħ,Y 9的最佳培养条件为0.5%葡萄糖㊁1.25%酵母粉㊁初始p H6.0㊁装液量20m L ㊁接种量9%㊁温度28ħ.上述结果可为杉木根际解磷微生物的开发利用提供数据支持.关键词:杉木;解磷菌;筛选;鉴定;培养条件优化;红壤区;中国南方中图分类号:S 154.5 文献标志码:A 文章编号:0438-0479(2022)01-0112-1收稿日期:2021-03-16 录用日期:2021-07-22基金项目:国家自然科学基金(32071753);福建农林大学林学高峰学科建设项目(71201800705)*通信作者:ji a n l i @f a f u .e d u .c n 引文格式:赵君,饶惠玲,王耘籽,等.红壤区杉木根际高效解磷菌的筛选㊁鉴定及培养条件优化[J ].厦门大学学报(自然科学版),2022,61(1):112-121. C i t a t i o n :Z H A OJ ,R A O H L ,W A N G YZ ,e t a l .S c r e e n i n g ,i d e n t i f i c a t i o na n do p t i m i z a t i o no f c u l t u r ec o n d i t i o n so f t w oh i gh -e f f i c i e n c y p h o s p h o r u s -s o l u b i l i z i n g b a c t e r i a i n t h e r h i z o s p h e r e o f C u n n i n gh a m i a l a n c e o l a t a i n r e d s o i l a r e a s [J ].J X i a m e n U n i vN a t S c i ,2022,61(1):112-121.(i nC h i n e s e) 磷是植物生长发育㊁结构组成和生理生化过程的关键元素之一,在农业生产上常通过大量施用磷肥来满足作物对磷元素的需求,但磷肥极易与金属离子形成不溶性磷酸盐进而对磷素起到固定作用[1],这极大限制了肥料的利用效率[2-3].因此,如何活化土壤中难溶态磷并提高其转化利用效率成为当前土壤化学的研究热点之一[4].我国南方林区土壤的有效磷含量极低[5],95%~99%的磷以难溶态存在[6],严重制约着南方重要用材树种杉木(C u n n i n g h a m i a l a n c e o l a t a )人工林的可持续经营[7-9].针对杉木人工林经营中面临的低磷胁迫,诸多学者从施肥[10]㊁树种共生[11]㊁硅肥配施[12]等方面做了大量有益尝试,虽取得了一些成效,但依旧无法有效㊁低成本地改善杉木人工林下土壤速效磷短缺的情况.针对南方林区杉木林地的磷素受限问题,如何有效提升杉木对磷的利用效率,对杉木人工林的可持续经营具有重要的现实意义.活跃在植物-土壤接触面上的微生物群落对于维持植物生长发育和植物健康起着重要作用[13].现有研究认为根际微生物是农作物根际的核心,在改善土壤理化性质方面发挥了极大的作用[14-16].利用根际微生物改善林木对营养元素的吸收状况已有诸多尝试,前期研究从红树林(m a n g r o v e )[17]㊁巨尾桉(E u c a l y pt u s gr a n d i s )[18]㊁马尾松(P i n u sm a s s o n i a n a )[19]㊁枫香(L i q u i d a m b a r f o r m o s a n a )[20]㊁降香黄檀(D a l b e r gi a o d o r i fe r a )[21]等植物根际筛选出了一批具有显著解Copyright©博看网 . All Rights Reserved.第1期赵 君等:红壤区杉木根际高效解磷菌的筛选㊁鉴定及培养条件优化h t t p :ʊjx m u .x m u .e d u .c n 磷效果的根际微生物[22-23],这为提升杉木在困难立地条件下的养分吸收效率提供了新思路.吴则焰等[24]提出杉木连栽导致土壤养分逐代降低,进而表现为不同林龄杉木的根际微生物群落存在较大差异.杉木根际磷素含量随着林龄的增加而降低[25],中幼龄杉木人工林下的土壤微生物数量显著高于其他林龄[26],且中幼林对养分需求量大.因此,本研究以不同林龄杉木人工林为研究对象,以杉木根际土壤为供试土壤,通过平板定性与摇瓶定量筛选出高效解磷菌,鉴定高效解磷菌株类型.在此基础上,通过单因素实验与正交试验优化高效解磷菌生长条件,以期获得具有较高解磷能力和生长量的菌株,为利用根际微生物提升杉木人工林对根际无效磷的吸收利用效率奠定实验基础,亦可探索利用解磷菌改善杉木人工林地力衰退问题的可行性.1 材料与方法1.1 实验材料供试土壤样品采集于福建省南平市建阳区溪东国有林场(118ʎ08'~120ʎ31'E ,26ʎ40'~27ʎ20'N ),地处武夷山脉南侧,属于典型的中亚热带季风气候,冬温夏热,四季分明,季风发达,年均降水量1700m m ,年蒸发量1500m m ,年均温大于18ħ,十分有利于杉木的生长发育.林场前身为低产低效马尾松人工林,2008 2010年逐年砍伐后营造杉桐混交林[27],林下植被种类主要有苦竹(P l e i o b l a s t u sa m a r u s )㊁芒萁(D i c r a n o pt e r i s d i c h o t o m a )㊁观音座莲(S t r o b i l a n t h e s c yc l u s )㊁黄瑞木(Ad i n a n d r am i l le t t i i )等.1.1.1 土壤样品采集及理化性质测定本实验选取中幼林龄(2,4,10,15a)杉木人工林,各取3块具有代表性的20mˑ20m 样地,每块样地采用五点取样法,铲去表土后深挖10~20c m ,选取具有完整根系的土体,采用抖落法采集根际土壤,同一样地各取样点土壤均匀混合并标号处理,同时采集非根际土壤进行标号处理,将土样装入冰盒带回至冰箱(4ħ)保存.其中新鲜根际土样用于菌株筛选,非根际土样待风干过筛后进行理化性质测定(表1),土壤类型均为红壤,其他理化性质采取常规测定方式:全磷测定采用钼锑抗比色法,有效磷测定采用盐酸-硫酸浸提法,有机质测定采用重铬酸钾-外加热法,全氮测定采用半微量凯氏法,水解氮测定采用碱解-扩散法,全钾测定采用碱熔-火焰光度法,速效钾测定采用乙酸铵浸提-火焰光度法,pH 测定采用电位法[28].表1 杉木人工林土壤的基本理化性质T a b .1 B a s i c p h y s i o c h e m i c a l p r o pe r t i e s of C .l a n c e o l a t a p l a n t a t i o n s o i l 林龄/a T P /(g ㊃k g -1)A P/(m g ㊃k g -1)P A P/%O M /(g ㊃k g -1)T N /(g ㊃k g -1)H N /(m g ㊃k g -1)T K /(g ㊃k g -1)A K/(m g ㊃k g -1)p H 20.3420.566.0532.030.9973.462.7420.395.2640.3712.583.4023.270.7563.991.8322.155.35100.5311.102.0934.271.10140.111.5412.165.34150.3013.084.3633.151.07193.873.6223.885.29注:T P .全磷;A P .有效磷;P A P .有效磷所占比例;O M.有机质;T N .全氮;H N .水解氮;T K .全钾;A K .速效钾.1.1.2 培养基李豆豆等[29]指出以磷酸三钙为磷源时,菌株解磷量显著高于其他磷源类型,因此采用磷酸三钙无机磷培养基(葡萄糖10.0g ,硫酸铵0.5g ,硫酸镁0.3g,氯化钠0.3g ,氯化钾0.3g ,硫酸亚铁0.03g ,硫酸锰0.03g ,磷酸三钙5.0g ,琼脂18.0g ,蒸馏水1L ,p H 7.0~7.5)来分离解无机磷菌株.采用蒙金娜有机磷培养基(葡萄糖10.0g ,硫酸铵0.5g ,硫酸镁0.3g,氯化钠0.3g ,氯化钾0.3g ,硫酸亚铁0.03g ,硫酸锰0.03g ,卵磷脂0.2g ,碳酸钙5.0g ,琼脂18.0g,蒸馏水1L ,pH7.0~7.5)来分离解有机磷菌株[30].发酵基础培养基选用L B 液体培养基(胰蛋白胨10.0g,酵母浸出粉5.0g ,氯化钠0.5g ,pH7.0~7.2)[31].1.2 解磷菌的筛选㊁鉴定及培养条件优化1.2.1 解磷菌分离与纯化取摇床震荡后的土壤溶液上清液成倍数(10-3,10-4,10-5)稀释,涂于磷酸三钙无机磷培养基和蒙金娜有机磷平板培养基上,每个梯度设置3组重复,置于28ħ恒温培养箱中(解有机磷菌培养3d ,解无机㊃311㊃Copyright©博看网 . All Rights Reserved.厦门大学学报(自然科学版)2022年h t t p :ʊjx m u .x m u .e d u .c n 磷菌培养7d )[32-33],记录含溶磷圈菌落数.菌落的纯化采用划线法并培养3~7d,纯化后将单菌落转移至牛肉膏蛋白胨斜面培养基上,保存于4ħ冰箱备用[34].1.2.2 解磷菌筛选解磷菌筛选采用平板初筛与摇瓶复筛.平板初筛需记录各菌株的溶磷圈直径㊁菌落直径及二者比值,各菌株设5组重复,取平均值.摇瓶复筛需将初筛得到的菌株接种到液体培养基中,摇床培养7d (28ħ,160r /m i n ),对培养好的菌株进行离心处理(4ħ,10000r /m i n ,10m i n ),利用钼锑抗比色法检测上清液中的溶磷量,判断各菌株的溶磷能力.1.2.3 16S r D N A 测序鉴定利用16S r D N A 通用引物序列F 27和R 1492对筛选得到的细菌进行扩增,纯化后送往上海迈浦生物科技有限公司进行测序,将测序结果提交至R D P (h t t p :ʊr d p .c m e .m s u .e d u /)及N C B I (h t t p:ʊw w w .n c b i .n l m.n i h .go v /)数据库中进行序列比对分析,选取与G e n B a n k 中同源性最高的序列,初步鉴定菌株.1.2.4 培养优化培养基组分优化:采用不同碳源(葡萄糖㊁蔗糖㊁乳糖㊁可溶性淀粉㊁麦芽糖㊁甘露醇)代替基础培养基中的碳源,根据菌液在600n m 下的吸光度(A 600)确定最佳碳源.改变最佳碳源质量分数(0.5%,1.0%,1.5%)进行菌株培养以确定最佳浓度.最佳氮源(硫酸铵㊁氯化铵㊁硝酸钾㊁蛋白胨㊁酵母粉㊁尿素)及其最适质量分数(0.5%,0.8%,1.0%,1.3%,1.5%)的确定采取相同方式.培养条件优化:在其他条件不变的情况,分别改变菌株发酵液的p H (5.0,6.0,6.5,7.0,7.2,7.5,8.0,9.0)㊁装液量(10,20,30,40,60m L ,于100m L 发酵瓶)㊁接种量(1%,3%,5%,7%,9%,均为体积分数)㊁培养温度(20,25,28,30,35,40ħ),测量对应的A 600,确定对应的最适值.正交试验:根据单因素实验结果,设计四因素三水平正交试验,基于初始p H 值(A )㊁装液量(B )㊁接种量(C )㊁培养温度(D )以及不同水平的培养条件进行优化,每个处理设3个重复.1.3 数据处理采用E x c e 12010软件进行原始数据的整理㊁分析及图像绘制,运用S P S S 19.0软件进行单因素方差分析(显著水平0.05)和最小显著差数(L S D )法多重比较,采用P e a r s o n 相关系数法确定p H 与溶磷量之间的相关关系,运用正交设计助手Ⅱv 3.1处理正交试验数据.2 结果与分析2.1 解磷菌的筛选结果对分离出的菌落进行形态特征判断,经福建省林业科学研究院形态学鉴定分析其培养形态,发现4种不同林龄的杉木根际土壤解磷菌形态各异.所筛选出的解磷菌以不透明的白色㊁乳白色㊁浅黄色为主,菌落呈圆形㊁不规则形,边缘基本整齐,中间以凸起为主,菌株表面大多光滑.不同菌株的生长速度不一致,绝大多数菌株的生长速度较快,可在24h 内生长为菌落成型;但亦存在解磷真菌在48h 后才长势较好,生长速度较缓慢.不同林龄杉木根际解磷菌数量及种类亦存在差异(表2).从数量来看,杉木人工林下根际解无机磷菌的数量范围为2.12ˑ105~3.64ˑ105c f u /g(c f u 为菌落形成单位),解有机磷菌的数量范围为1.31ˑ105~2.14ˑ105c f u /g.其中,15a 杉木根际土壤的解无机磷菌数量和解有机磷菌数量均显著高于其他林龄(p <0.05),且类型数最多,而解有机磷菌类型数为9,与4a 杉木的类型数相同.表2 不同林龄杉木土壤解磷菌的数量特征T a b .2 Q u a n t i t a t i v e c h a r a c t e r i s t i c s o f p h o s p h o r u s -s o l u b i l i z i n g b a c t e r i a i n C .l a n c e o l a t a o f d i f f e r e n t f o r e s t a g e s 林龄/a 解无机磷菌数量/(105c f u㊃g -1)解无机磷菌类型数解有机磷菌数量/(105c f u㊃g -1)解有机磷菌类型数22.12ʃ0.14a 71.31ʃ0.12a 443.43ʃ0.11c 111.72ʃ0.06b 9102.62ʃ0.23b 91.43ʃ0.09a 6153.64ʃ0.12d 122.14ʃ0.11c 9注:表中数据为3个重复的平均值ʃ标准差,同列数据字母不同表示差异显著(p <0.05).㊃411㊃Copyright©博看网 . All Rights Reserved.第1期赵 君等:红壤区杉木根际高效解磷菌的筛选㊁鉴定及培养条件优化h t t p :ʊjx m u .x m u .e d u .c n 从以上解磷菌中挑选解磷效果具有显著优势的菌株进行溶磷实验,对高效解磷菌进行16S r D N A 测序鉴定.通过对杉木根际解磷菌进行平板初筛,无机磷培养基和有机磷培养基中均出现较明显的透明圈,表明根际解磷微生物能够溶解无机磷和有机磷并转化至可被植物或自身吸收利用的有效磷素.本研究共筛选得到具有较明显作用的25株解无机磷菌株和20株解有机磷菌株.对以上菌株进行摇瓶复筛后发现,在固体培养基中溶磷圈直径与菌落直径比值大的菌株,在液体培养基中的解磷能力并不一定显著突出,这与黄鹏飞等[35]关于解磷菌在固体平板和液体培养两种方式下的解磷效果并不存在线性关系的研究结果一致.图中数据字母不同表示差异显著(p <0.05),下同.图2 解无机磷菌株的溶磷量F i g .2P h o s p h o r u s s o l u b i l i z i n g c a p a c i t y o f i n o r g a n i c p h o s p h o r u s -s o l u b i l i z i n g st r a i n 解磷菌常通过分泌有机酸来溶解难溶性磷,发酵液的p H 降低,从侧面可反映出菌株溶磷能力的高低[36-37].本研究在探究解无机磷菌株的溶磷能力时,对菌株培养液的p H 进行测定,所测值均低于对照组,这一结果进一步验证了上述结论.发酵液的无机磷溶解量与p H 呈极显著负相关性(p <0.01,R 2=0.7497,r =-0.8659),解磷能力强的菌株培养液p H 较低,反之p H 较高,只有个别菌株呈现差异(图1).有机磷溶解量与p H 的相关关系并不显著(p >0.05),解有机磷菌株的溶液p H 主要集中于6.58~7.42之间,仅菌株Y 3溶液的p H 为1.89,呈现出强酸性,与其他菌株差异较大,究其原因,可能是由于大部分解磷菌以酶解为主[38],而Y 3以分泌有机酸来发挥溶磷作用[39-40].通过复筛,采用单因素方差分析各菌株的无机磷溶解量.无机磷溶解量较空白对照组(C K )均有增加(图2),增量范围为4.01~235.88μg /m L ,溶磷量范围为6.31~238.08μg/m L .W 1的解磷效果显著高于图1 无机磷溶解量与培养液p H 的关系F i g .1R e l a t i o n s h i p b e t w e e n d i s s o l u t i o n a m o u n t o f i n o r ga n i c p h o s ph o r u s a n d p Ho f c u l t u r e f l u i d 其他菌株(p <0.05),溶磷量达238.08μg /m L ;溶解无机磷效果最差的是W 15,溶磷量仅为6.31μg /m L .W 1溶磷量是W 15溶磷量的37.73倍.有机磷溶解量较空白对照组均有增加(图3),增量范围为1.07~11.33μg/m L ,溶磷量范围为4.78~15.04μg /m L .Y 9的解磷效果显著高于其他菌株(p <0.05),溶磷量达15.04μg /m L ;解磷效果最差的是Y 10,溶磷量仅为4.78μg/m L .Y 9溶磷量为Y 10溶磷量的3.15倍.2.2 菌株鉴定结果经P C R 扩增后的16Sr D N A 基因序列(附录(h t t p :ʊj x m u .x m u .e d u .c n /u pl o a d /h t m l /20220115.h t m l )图S 1和S 2)通过核酸B L A S T 序列比对后,得到相似菌株的登录号与相似度.经鉴定,W 1为不动杆菌属(A c i n e t o b a c t e r s p.,登录号M Z 145066.1)(图4),㊃511㊃Copyright©博看网 . All Rights Reserved.厦门大学学报(自然科学版)2022年h t t p :ʊjx m u .x m u .e d u .cn 图3 解有机磷菌株的溶磷量F i g .3P h o s p h o r u s s o l u b i l i z i n g c a p a c i t y o f o r g a n i c p h o s p h o r u s -s o l u b i l i z i n g st r a in 图4 菌株W 1的系统发育树F i g .4P h y l o ge n e t i c t r e e of s t r a i nW 1Y 9为克雷伯氏菌属(K l e b s i e l l a s p .,登录号M Z 145064.1)(图5).2.3 解磷菌培养条件优化综合上述实验结果,选用解无机磷效果最好的W 1与解有机磷效果最好的Y 9进行培养基组分优化和培养条件优化.图5 菌株Y 9的系统发育树F i g .5P h y l o ge n e t i c t r e e of s t r a i nY 92.3.1 单因素实验筛选菌株生长量对于不同碳源㊁氮源㊁初始p H ㊁装液量㊁接种量㊁温度的响应有显著差异(图6).碳源是微生物进行新陈代谢等活动的主要能量来源[41].6种不同碳源(葡萄糖㊁蔗糖㊁麦芽糖㊁乳糖㊁甘露醇和可溶性淀粉)对W 1和Y 9的生长量的影响差异显著,W 1和Y 9以葡萄糖为碳源时的A 600值均显著高于其他碳源时,菌株生长效果最好(图6(a )),其次为甘露醇㊁麦芽糖㊁乳糖㊁可溶性淀粉㊁蔗糖.故改变最适碳源葡萄糖的质量分数(图6(b )),W 1在1.0%时生长量显著大于其他质量分数时,而Y 9在0.5%时生长量最大.氮源也是微生物生长发育的重要元素之一.当以酵母粉为唯一氮源时,W 1和Y 9的生长量显著大于其他氮源时(图6(c )),其次为蛋白胨,且酵母粉和蛋白胨对菌株生长量的影响显著大于其他4种氮源.故设置含不同质量分数酵母粉的培养基,结果表明W 1在1.50%时生长量显著大于其他处理,而Y 9在1.25%时生长量最大(图6(d)),且质量分数升高时菌株的㊃611㊃Copyright©博看网 . All Rights Reserved.第1期赵 君等:红壤区杉木根际高效解磷菌的筛选㊁鉴定及培养条件优化h t t p :ʊjx m u .x m u .e d u .cn G L .葡萄糖;S U .蔗糖;M A .麦芽糖;L A .乳糖;M A N .甘露醇;S S .可溶性淀粉;A S .硫酸铵;A C .氯化铵;P N .硝酸钾;P E .蛋白胨;Y E .酵母粉;U R .尿素.图6 不同培养条件对菌株生长的影响F i g.6T h e i n f l u e n c e o f d i f f e r e n t c u l t u r e c o n d i t i o n s o n t h e g r o w t h o f s t r a i n s ㊃711㊃Copyright©博看网 . All Rights Reserved.厦门大学学报(自然科学版)2022年h t t p :ʊjx m u .x m u .e d u .c n A 600值变化差异并不明显,表明该菌株对高浓度酵母粉氮源变化并不敏感.pH8.0处理下W 1生长量最大,但p H7.0和7.5处理下差异性并不显著,故后续正交试验采取上述3种初始p H 处理;而Y 9生长量主要在p H5.0~6.0之间呈上升趋势,后续A 600值随着pH 增加而降低(图6(e )).不同装液量下,菌株生长量显著不同,W 1与Y 9的最适装液量均为30m L (图6(f )).不同接种量下,3%,5%,7%接种量的W 1菌液A 600值差异不显著,而Y 9在9%接种量时生长量显著大于其他处理.温度过高或过低也不利于菌株的生长,35ħ处理下W 1生长量显著大于其他处理,而Y 9生长量在28,30和35ħ处理下的差异不显著,因此设计正交试验进一步确定最适温度.2.3.2 正交试验设计正交试验,选择4个因素(初始p H 值㊁装液量㊁接种量和温度)及每个因素设定3个水平.W 1的因素A 为初始p H 值(7.0,7.5和8.0),因素B 为装液量(20,30和40m L ),因素C 为接种量(3%,5%和7%)㊁因素D 为温度(30,35和40ħ).其中,因素A 对W 1生长量影响最大,因素C 和D 次之,W 1的最佳培养条件为A 2B 2C 1D 3,即初始p H7.5㊁装液量30m L ㊁接种量3%㊁温度40ħ(表3).表3 菌株W 1培养条件的正交试验结果T a b .3 T h e r e s u l t s o f o r t h o go n a l t e s t o n c u l t u r e c o n d i t i o n f o r s t r a i nW 1实验序号A(水平)B /m L(水平)C /%(水平)D /ħ(水平)A 60017.0(1)20(1)3(1)30(1)0.88627.0(1)30(2)5(2)35(2)0.85037.0(1)40(3)7(3)40(3)0.82847.5(2)20(1)5(2)40(3)0.98057.5(2)30(2)7(3)30(1)0.95667.5(2)40(3)3(1)35(2)0.95078.0(3)20(1)7(3)35(2)0.85488.0(3)30(2)3(1)40(3)0.93598.0(3)40(3)5(2)30(1)0.891k 10.8550.9070.9240.911k 20.9620.9140.9070.885k 30.8930.8900.8790.914R0.1070.0240.0450.029注:表中数据为3个重复的平均值,k 为同一因素不同水平的平均值,R 为极差(下同).Y 9的因素A 为初始p H 值(5.0,6.0和6.5),因素B 为装液量(20,30和40m L ),因素C 为接种量(5%,7%和9%)㊁因素D 为温度(28,30和35ħ).由于R D >R B >R C >R A ,4个因素对菌株生长的影响程度为温度>装液量>接种量>初始p H ,则Y 9的最佳培养条件为A 2B 1C 3D 1,即初始p H 为6.0㊁装液量20m L ㊁接种量9%㊁温度28ħ(表4).正交试验结果与单因素实验结果存在差异,表明各因素之间存在交互作用,而正交试验结果更具备准确性.表4 菌株Y 9培养条件的正交试验结果T a b .4 T h e r e s u l t s o f o r t h o g o n a l t e s t o n c u l t u r e c o n d i t i o n f o r s t r a i nY 9实验序号A(水平)B /m L(水平)C /%(水平)D /ħ(水平)A 60015.0(1)20(1)5(1)28(1)0.87225.0(1)30(2)7(2)30(2)0.69335.0(1)40(3)9(3)35(3)0.87446.0(2)20(1)7(2)35(3)0.96356.0(2)30(2)9(3)28(1)0.93866.0(2)40(3)5(1)30(2)0.75976.5(3)20(1)9(3)30(2)0.86086.5(3)30(2)5(1)35(3)0.78296.5(3)40(3)7(2)28(1)0.916k 10.8130.8980.8040.909k 20.8870.8040.8570.771k 30.8530.8500.8910.873R0.0740.0940.0870.1383 讨论与结论逆境情况下,植物受环境影响会激发自身的应激性.邹显花等[42]提出杉木根系通过大量增生来应对低磷胁迫,加快向地生长以应对高磷环境.当土壤有效磷含量丰富时,林木通过自身调节便可获取足够的营养元素,但处于低磷胁迫条件下的林木除自身的应激性外,还需要解磷微生物来推动土壤中无效磷元素的转化以保证供给.南方地区杉木人工林下土壤有效磷在固定作用的影响下含量降低,根际解磷微生物的应用能够有效缓解低磷压力[43].本研究在杉木根际筛选出的解无机磷菌W 1的溶磷量高达238.08μg/m L ,解有机磷菌㊃811㊃Copyright©博看网 . All Rights Reserved.第1期赵 君等:红壤区杉木根际高效解磷菌的筛选㊁鉴定及培养条件优化h t t p :ʊjx m u .x m u .e d u .c n Y 9的溶磷量达15.04μg/m L .Y 9菌株的有机磷溶解量大于范丙全等[44]在杉木根际筛选出的乌博内氏伯克霍尔德菌(B u r k h o l d e r i a u b o n e n s i s )的解磷菌P 5(溶磷量为195.61m g/L ),这可能是因为不同种类的微生物代谢机制具有多样性,进而导致分泌物种类和数量的不同,影响解磷微生物的解磷能力[45];但也有研究指出,微生物㊁土壤的空间异质性[46]以及生存环境[47]的差异均会对微生物与植物互作产生影响.对两株菌株基因序列进行B l a s t 对比得到W 1为不动杆菌属,Y 9为克雷伯氏菌属.李文等[48]提出不动杆菌可以在农业中应用以提高磷素的溶解量,他所筛选出的J L -1菌株溶磷量为118.04m g /L ,解磷效果显著弱于W 1.李梦娇等[49]研究得出克雷伯氏菌属(K .pn e u m o n i a e )对于增强植物的溶磷能力具有重要作用,本研究的结果验证了高效解磷菌的溶磷作用显著.庄馥璐等[46]将筛选出的不动杆菌属P s b M 8菌株回接拟南芥(A r a b i d o ps i s t h a l i a n a )后,根系附近有明显的溶磷圈出现,进一步得出不动杆菌属在解磷微生物的筛选与鉴定研究中应用较广泛的结论.目前常见报道的解磷菌主要有固氮菌属(A z o t o b a c t e r )㊁假单胞菌属(P s e u d o m o n a s )㊁芽孢杆菌属(B a c i l l u s)㊁欧文氏菌属(E r w i n i a )㊁根瘤菌属(B r a d yr h i z o b i u m )㊁青霉属(P e n i c i l l i u m )㊁根霉属(R h i z o pu s )和链霉菌属(S t r e p t o m y c e s )[9,34,46].下一步亦可针对不同种属解磷菌的解磷效果差异进行探索.选用高效菌株进行培养基组分和培养条件优化,明晰菌株的最适宜生存环境,促进其发挥最大功效,为日后田间根际大规模应用奠定基础.培养基优化实验结果表明:W 1菌株与Y 9菌株分别以1.0%和0.5%的葡萄糖为最佳碳源,这与李文等[50]提出的不动杆菌的最佳碳源为葡萄糖的结论一致;氮源的最佳选择分别为1.50%和1.25%的酵母粉.南方红壤区多呈酸性,Y 9菌株偏向酸性环境,适宜应用于南方杉木根际;而W 1菌株偏向碱性环境,可在实际应用过程中加以调节土壤酸碱度,为其生长创造最适环境.韦宜慧等[51]在杉木根际筛选出乌博内氏伯克霍尔德菌的P 5菌株生长的p H 最适范围为5~6,最适温度为25~30ħ.目前发现的解磷菌的最优培养条件偏向高温环境,解磷菌的功效可能与温度密切相关,针对杉木主产区土温较低的情况,有效降低目前现有优势解磷菌的最优培养温度是值得探索的方向.随着微生物与植物互作机制研究的日趋完善,根际微生物在解决林木根际营养元素胁迫问题领域中的应用前景将更加广阔.现有研究主要探讨解磷菌的筛选㊁鉴定㊁培养条件优化及其作用机制,以期获得菌株最大生长量,发挥高效解磷菌的最大效用.王志康等[52]提出土壤有机质含量㊁碳氮比等是解磷微生物发挥作用的限制因子.为了更好地将解磷微生物应用于实际生产,在下一步研究中应深入探讨解磷菌与植物的互作机制,可通过适当调控环境因子,提升为解磷微生物生存㊁生长所能提供的最大资源供应量,以满足接种解磷菌的繁殖与生长需求,从而为利用微生物改善低磷胁迫环境提供最优的菌种资源支持.参考文献:[1] 梁翠月,廖红.植物根系响应低磷胁迫的机理研究[J ].生命科学,2015,27(3):389-397.[2] 黄达明,李倩,管国强,等.一株解磷细菌的筛选㊁鉴定及其溶磷培养条件的优化[J ].生物技术通报,2015,31(2):173-178.[3] 刘聪,林维,孙珑,等.黑土区林地土壤高效解磷细菌的分离㊁筛选及其解磷效果[J ].东北林业大学学报,2013,41(11):83-85,122.[4] 高桂凤,党博,蔡柯,等.1株解磷菌株鉴定及影响其解磷能力因素[J ].东北林业大学学报,2020,48(1):102-104,109.[5] 鲁艳红,廖育林,聂军,等.长期施肥红壤性水稻土磷素演变特征及对磷盈亏的响应[J ].土壤学报,2017,54(6):1471-1485.[6] 詹书侠,陈伏生,胡小飞,等.中亚热带丘陵红壤区森林演替典型阶段土壤氮磷有效性[J ].生态学报,2009,29(9):4673-4680.[7] 李冠军,梁安洁,洪滔,等.内生真菌对杉木凋落叶质量损失和养分含量的影响[J ].应用与环境生物学报,2018,24(6):1211-1220.[8] 艾如波,徐彩瑶,吴承祯,等.低磷胁迫下内生真菌对宿主杉木幼苗生理生化的影响[J ].贵州农业科学,2020,48(1):108-113.[9] 罗扬,刘书影,周柳婷,等.连栽杉木根际土壤镰刀菌属真菌群落变化规律[J ].生态学杂志,2020,39(9):2921-2922.[10] 李慧敏,王瑞,施卫明,等.菜地土壤解磷微生物特征及其在磷形态转化调控中的作用[J ].土壤,2020,52(4):668-675.[11] 黄承标,曹继钊,吴庆标,等.秃杉林与杉木连栽林的土壤理化性质及林木生长量比较[J ].林业科学,2010,46(4):1-7.[12] 朱从桦,张鸿,袁继超,等.低磷胁迫下加硅对玉米苗期硅㊁磷营养及叶绿素荧光参数的影响[J ].水土保持学报,2017,31(1):303-309.[13] E S C U D E R O -M A R T I N E ZC ,B U L G A R E L L I D .T r a c i n g㊃911㊃Copyright©博看网 . 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解磷解钾微生物筛选
解磷解钾微生物的筛选与初步鉴定微生物是土壤肥力的核心，土壤中的微生物不仅数量巨大，而且种类极多。
许多微生物对土壤氮、磷和钾等养分的转化和供给起非常重要的作用。
氮、磷和钾均是作物生长发育必需的大量元素。
根瘤菌可以与豆科植物共生固氮, 在生物固氮中占有重要的地位。
溶磷菌、硅酸盐细菌(又名钾细菌)能够分解土壤中的固定态磷、固定态钾转化为作物可以直接吸收利用的有效磷、有效钾。
因此，高效的解磷、解钾菌株对于提高土壤肥力具有非常重要的作用。
一、实验目的1、从各类土样中筛选高效的解磷解钾菌株2、熟悉菌株筛选、分离纯化、鉴定等具体操作流程二、实验原理分别配制以磷酸钙、钾长石为唯一磷源或钾源的筛选培养基，在该培养基上，只有能分解利用磷酸钙、钾长石的菌株才能够生长。
因为磷酸钙、钾长石不能溶解于培养基，故在固体培养基平板上表现为浑浊，若菌株能够利用磷酸钙、钾长石，则在培养基中形成以菌落为中心的透明圈，因此可以通过是否产生透明圈来筛选目的菌株。
分别筛选细菌和真菌。
为筛选到真菌，采用在培养基中加入链霉素方法来抑制细菌生长。
三、材料和方法1、材料各处取得的土样；培养基种类如下（g/l）：（1）牛肉膏蛋白胨培养基：（2）解磷菌株筛选培养基：无机磷固体培养基：葡萄糖l0 g，(NH4)2SO40.5 g，酵母粉0.5 g，MgSO4·7H2O 0.3 g，氯化钠0.3g，氯化钾0.3 g，FeSO4·7H2O 0.03 g，MnSO4·7H2O 0.03 g，Ca3(PO4)2 2 g，琼脂粉18 g，蒸馏水1000 mL，pH 7.2，ll5℃灭菌20 min。
（3）钾长石固体培养基：蔗糖 5 g，葡萄糖 5 g，(NH4)2SO4 0.5 g，酵母粉0.5 g，MgSO4·7H2O 0.3 g，磷酸氢二钠2 g，FeSO4·7H2O 0.03 g，MnSO4·7H2O 0.03 g，钾长石2 g，琼脂粉18 g，蒸馏水1000 mL，pH 7.2，ll5℃灭菌20 min。
解磷菌、解钾菌和固氮菌的分离筛选与鉴定
解磷菌、解钾菌和固氮菌的分离筛选与鉴定
孟丽媛;邱涵;谢瑾;林星宇;吴兰;欧阳双;魏赛金
【期刊名称】《生物灾害科学》
【年(卷),期】2022(45)2
【摘要】【目的】氮磷钾是植物生长过程中不可或缺的元素,从菜园土壤中分离解磷菌、解钾菌、固氮菌,为制备微生物肥料提高农作物生长奠定基础。
【方法】采用梯度稀释涂布法进行初筛,摇瓶培养复筛,分别测定发酵液中可溶性磷、有效态钾和总氮含量,拟筛选出高效解磷菌、解钾菌、固氮菌。
【结果】通过试验筛选出高效解磷、解钾、固氮菌各1株,通过生理生化特征和16S rDNA序列分析进行分类鉴定出WP3-11为阿氏芽孢杆菌(Priestia aryabhattai),JK13为玉米微杆菌(Microbacterium zeae),GN7为辣椒芽孢杆菌(Bacillus zanthoxyli)。
【结论】试验结果为高效生产氮磷钾菌肥,促进植物生长提供了参考。
【总页数】6页(P241-246)
【作者】孟丽媛;邱涵;谢瑾;林星宇;吴兰;欧阳双;魏赛金
【作者单位】江西农业大学应用微生物研究所/生物科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】Q93-331
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一种用于评价植物根系微生物群落多样性的土壤DNA提取方法
江西农业学报2010，22(10)：1～5A ct a A gf i cuhur ae J i an gxi一种用于评价植物根系微生物群落多样性的土壤D N A提取方法王金斌1’2，赵凯1’。
，谭芙蓉1”，蒋玲曦1”，王利刚1，杨奇1，唐雪明1’2’(1上海市农业科学院生物技术研究所，上海201106；2．农业部转基因植物环境安全监督检验测试中心，上海201106)摘要：建立了一种有效提取根际土壤微生物基因组D N A提取方法。
提取的基因组D N A能够有效进行根际土壤微生物分子生态学相关的分子操作。
该方法提取了12份不同作物根系土样的基因组D N A，每克土样都能够获得l O峭以上的基因组D N A，片段大小在20l【b左右。
A瑚／如。
平均值为1．505，A抛／A珈平均值为1．780，全波长吸收曲线与纯核酸--i t。
PC R扩增，均能得到清晰的单一目标条带。
不同稀释浓度的基因组D N A污染物都能进行限制性酶切操作。
稀释100倍土样D N A I．,a／nbda D N A酶切效果和在dd H，0中酶切效果一致。
关键词：土壤D N A提取；D N A质量；PC R扩增；土壤微生物中图分类号：S154．3文献标识码：A文章编号：11301—8581(20l o)10—0001—05A D N AExt r a ct i on M e t hod U s ed f or Eva l ua t i on of D i ve r si t y of Soi lM i cr obi aI C om m uni t y ar ound Pl a nt R oot Sys t emW A N G Ji n—bi nl”，ZH A O K a i l”，TA N F u—ron91”，J1A N G Li ng—xi l”，W A N G Li—gang‘，Y A N G Q i l，TA N G X ue—m i ng‘，2’(1．B i ot ec hnol ogy R e sear c h I ns t i t ut e，Shanghai A cadem y of A gr i cul t ur M Sci ences，SI l all gh8i201106，C hi na；2．Su per vi si on，I n-s pect i on a nd T es t C en t er f or E n vi r o nm e nt al Saf et y of G M C r ops，M i m st r y of A gr i cul t u r e，Sh anghai201106，C hi m)A b st r act：I n t hi s s t u dy，al l eff ecti ve m e t ho d f or t he extr act ion of pl ant r hi zos pher e m i cr obi a l genonf i c D N A w a s est a bl i she d．H i gh —puri t y nucl ei c aci ds w i t}l cons i de r abl e yi el d f r om s oi l sa m pl e s coul d be use d t o st ud y t he m ol ecul ar ecol og y of soi l m i cr oor gani s m．G enom i c D N A s w e r e ext r act ed f r om12soi l sam pl es ar oun d t Il e ro o t syst em of dif f erent cr ops．M or e t han10l a g genom i c D N A cou l d be i s o l at ed f r o m l g soi l sa m pl e w i t h about20kb f r ag m ent l en gt h．T he aver ag e val u e of A瑚／A瑚w as1．505，w hi l e t hat of A狮／A抛W as 1．780．r nl e abs or pt i on cur ve w i t h i n ful l w av el eng t h of D N A ext r act ed f r om s oi l s am pl es惴cons is tent w i t h t ha t of pu r e nucl ei c aci d．Si ngl e am pl i f i cat i on pr od uct s w er e obse r ved i n PC R a ssa ys．D N A s f r o m dif f erent pol lut ant di lut i o ns w e r e appl i cabl e f or t he r es t ri c ti onenzyl n e di ges t i on ana l ysi s．T he I zar d xl a D N A i n100一f ol d di l ut ed soi l sa m p l es had t he s锄e r es t ri c ti on el坦yl l l edi ges t i on r esul t s asi nddH20．K e y w or ds：D N A extr act ion f r om s oi l s am pl e s；D N A qua l i t y；P CR am pl i f i cat i on；Soi l m i cr o or gan i sm土壤微生物是土壤生物中的一个重要类群，是气候和土壤环境条件变化的敏感指标，土壤微生物群落结构和多样性及其变化在一定程度上反映了土壤的质量…。
《四种荒漠珍稀植物根际土壤功能菌株的分离筛选及其促生作用研究》范文
《四种荒漠珍稀植物根际土壤功能菌株的分离筛选及其促生作用研究》篇一一、引言荒漠生态系统因其独特的地理和气候条件，孕育了众多珍稀植物。
这些植物在荒漠地区生态环境维护、生态平衡及生态稳定性上扮演着重要的角色。
而植物的根际土壤功能菌株作为促进植物生长的重要微生物资源，其研究对于提高荒漠珍稀植物的生存能力和生态适应性具有重要意义。
本文旨在研究四种荒漠珍稀植物根际土壤功能菌株的分离筛选及其促生作用。
二、材料与方法（一）研究区域及样品采集选取四个典型的荒漠地区，对四种荒漠珍稀植物进行根际土壤样品采集。
样品采集遵循无菌操作原则，以保证后续实验的准确性。
（二）功能菌株的分离筛选采用梯度稀释法和平板划线法对根际土壤样品进行功能菌株的分离筛选。
对筛选出的菌株进行形态学观察、生理生化测试及分子生物学鉴定，确定其分类地位和功能特性。
（三）促生作用研究通过盆栽实验，研究筛选出的功能菌株对荒漠珍稀植物的促生作用。
设置对照组和实验组，实验组添加不同菌株的处理组，观察植物生长情况，测定生物量、叶绿素含量、根系活力等指标，分析菌株的促生效果。
三、结果与分析（一）功能菌株的分离与鉴定经过筛选，成功分离出四种荒漠珍稀植物根际土壤的功能菌株。
通过形态学观察、生理生化测试及分子生物学鉴定，确定这些菌株分别属于不同的菌属和种。
其中，A菌株属于放线菌属，B菌株属于假单胞菌属，C菌株属于芽孢杆菌属，D菌株属于链霉菌属。
（二）促生作用研究结果1. 生物量：实验组植物生物量显著高于对照组，说明功能菌株对荒漠珍稀植物的生长具有明显的促进作用。
2. 叶绿素含量：实验组植物叶绿素含量高于对照组，表明功能菌株能够提高植物的光合作用能力。
3. 根系活力：实验组植物根系活力强于对照组，说明功能菌株能够增强植物的根系发育和吸收能力。
进一步分析发现，不同菌株的促生效果存在差异。
其中，A 菌株和B菌株对植物生长的促进作用最为显著。
通过对比分析，我们发现这些功能菌株可能通过分泌生长激素、溶解磷、钾等营养元素或产生抗菌物质等机制来促进植物生长。
盐生植物根际细菌群落多样性分析及耐盐碱促生菌的分离筛选
盐生植物根际细菌群落多样性分析及耐盐碱促生菌的分离筛选盐生植物根际细菌群落多样性分析及耐盐碱促生菌的分离筛选植物生长受盐碱胁迫的影响是当前农业生产中面临的一个重要问题。
在盐碱土壤中，植物的根际细菌群落起着重要的作用。
这些根际细菌与植物之间存在着复杂的相互作用，能够帮助植物抵御盐碱胁迫并促进植物生长。
因此，了解盐生植物根际细菌群落的多样性以及分离筛选耐盐碱促生菌对于解决盐碱地的改良和农作物产量的提高具有重要意义。
为了研究盐生植物根际细菌群落的多样性，我们选取了盐碱土壤中常见的盐生植物作为研究对象，包括咸蓬、碱蓬和碱蒿等。
通过野外调查和实验室分析，我们收集了这些植物的根际土样品，并进行了高通量测序。
通过对细菌16S rRNA基因的测序结果进行分析，我们发现盐生植物根际细菌群落具有丰富的多样性。
不同盐生植物的根际细菌群落组成存在差异，且与土壤环境因素密切相关。
其中一些细菌属的丰度在不同植物的根际中具有显著差异，暗示了盐生植物对根际细菌的选择性。
为了筛选具有耐盐碱和促生特性的细菌菌株，我们首先对根际细菌样品进行了接种和培养。
将土样品分别进行稀释和均匀涂布在含有适当培养基的琼脂平板上，利用高盐高碱条件筛选。
经过培养一段时间后，我们从产生菌落的培养板中挑选出了各色菌落，并进行了随机筛选。
通过进行对比鉴定，筛选出了一批耐盐碱性较高的菌株。
进一步的试验中，我们对这些菌株的耐盐碱性和促生特性进行了评价。
结果显示，其中一部分菌株在高盐高碱的培养基上仍能生长，表明其具有一定的耐受盐碱胁迫的能力。
而在促生特性方面，这些菌株可以通过非生物途径或生物途径促进植物生长，例如释放植物生长激素、降解有害物质等。
综上所述，盐生植物根际细菌群落多样性分析及耐盐碱促生菌的分离筛选对于改良盐碱土壤和提高农作物产量具有重要意义。
通过了解盐生植物根际细菌的多样性和筛选出具有耐盐碱和促生特性的菌株，可以为开发和应用微生物肥料、调控植物根际微生态系统提供理论基础和技术支持，有助于解决盐碱土地的困扰综合以上研究结果可得，盐生植物根际细菌对土壤环境因素具有较高的耐受性，并在不同植物的根际中表现出显著的差异。
滇重楼根际土壤解无机磷细菌的分离与鉴定
滇重楼根际土壤解无机磷细菌的分离与鉴定
朱芙蓉;杜慧慧;周浓;杨敏;郭冬琴;赵顺鑫;李庆天
【期刊名称】《中国土壤与肥料》
【年(卷),期】2022()1
【摘要】研究筛选滇重楼根际土壤解磷菌,提高滇重楼产量和品质,为其微生物菌肥的研发提供优良菌株。
采集四川、云南、贵州中10个不同地区野生品和移栽品滇重楼根际土壤分离筛选高效解无机磷菌,通过钼锑钪比色法进行溶磷能力测定,结合生理生化和16S rDNA进行鉴定分析。
结果表明,共分离纯化42株溶磷菌,发酵液中有效磷的含量为66.68~104.10 mg/L,其中属于芽孢杆菌属Z3-4菌株解无机磷能力最强,发酵上清液中有效磷的含量为104.10 mg/L、增磷量为38.55 mg/L、解磷率为37.03%。
菌株Z3-4是一株具有高效解无机磷作用的细菌,可应用于生物菌肥的生产。
【总页数】8页(P155-162)
【作者】朱芙蓉;杜慧慧;周浓;杨敏;郭冬琴;赵顺鑫;李庆天
【作者单位】重庆三峡学院生物与食品工程学院;大理大学药学与化学学院
【正文语种】中文
【中图分类】TS2
【相关文献】
1.沾化冬枣根际解无机磷细菌的分离、鉴定及其在土壤中溶磷效果的研究
2.降香黄檀-檀香根际土壤高效解磷细菌的分离筛选与鉴定
3.油茶树根际土壤解有机磷细菌
的分离、鉴定及解磷能力分析4.油茶树根际土壤解有机磷细菌的分离、鉴定及解磷能力分析5.大豆根际溶无机磷细菌Klebsiella sp.wj6的分离鉴定与溶磷特性分析
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望天树人工林根际土壤微生物多样性研究及解磷菌筛选
土壤微生物是有机物分解的重要承担者,其种类组成及活性直接影响森林物质循环和养分供应。
望天树（Parashorea chinensis Wang Hsie.)是世界稀有珍贵树种和热带雨林标志树种,且是我国特有的一级保护植物。
因此,本研究以南宁市郊区望天树纯林、望天树×降香黄檀(Dalbergia odorifera)及望天树×尾巨桉(Eucalyptus grandis)3种望天树人工林为对象;结合土壤养分、酶活性探讨望天树人工林根际及非根际(0-20、20-40cm 土层)的微生物群落功能多样性和结构多样性,从而深入了解望天树人工林在广西区域的土壤生态功能特点;同时,筛选出望天树人工林根际解磷细菌,为更好地培肥土壤、促进林木生长、选择适宜的混交树种提供科学依据。
主要研究结果如下:(1)不同望天树人工林根际土的微生物数量、微生物生物量、土壤酶活性和养分均最高。
在根际和非根际土中,望天树×尾巨桉和望天树×降香黄檀的土壤细菌数量显著高于望天树纯林(P<0.05);2种望天树混交林的土壤微生物数量、微生物生物量、土壤酶活性及养分基本均比望天树纯林高;其中,以望天树×尾巨桉混交林为最优。
(2)不同望天树人工林根际土壤微生物的Biolog-ECO板AWCD值、Shannon-winener指数、Simpson指数、McIntosh指数以及6类碳源利用情况均比非根际土高,而且培养时间短,说明根际土的微生物群落碳源利用能力强、代谢速率快、利用种类多且均匀。
在根际和非根际土中,3种望天树人工林土壤微生物群落的碳源代谢能力无显著差异。
根际土、0-20cm 土层的土壤微生物功能多样性指数均以望天树×尾巨桉最大;20-40cm 土层以望天树×降香黄檀最大,与望天树×尾巨桉无显著差
异;说明望天树×尾巨桉混交林土壤微生物群落的碳源种类利用多样且均匀。
不同望天树人工林土壤微生物群落主要碳源利用类型均以酚酸类、胺类、氨基酸类为主。
(3)不同望天树人工林根际土的总磷脂脂肪酸(总PLFAs)含量、各
菌群PLFAs含量、Shannon-winener指数、Simpson指数和Pielou指数均为最高,说明根际土壤微生物群落种类多样且分布均匀。
不同望天树人工林均以细菌PLFAs含量最高,放线菌PLFAs含量最少,说明望天树人工林土壤微生物群落以细菌为主。
根际土和0-20cm 土层的各菌群PLFAs 含量均以望天树X尾巨桉最高,20-40cm 土层以望天树×降香黄檀最高;同时,根际和非根际土的土壤微生物结构多样性Shannon-winene、Simposon指数在望天树×尾巨桉和望天树×降香黄檀混交林中整体均较高,相比而言,望天树纯林的
土壤微生物群落种类少、含量低。
(4)望天树人工林土壤微生物数量、微生物量、功能多样性及结构多样性基本均与土壤脲酶、酸性磷酸酶、全氮、速效磷、速效钾和有机质呈系数在0.40
以上的显著或极显著正相关(P<0.05)。
主成分分析综合得分结果表明:2种望天树混交林的土壤生态功能均优于望天树纯林;其中,望天树X尾巨桉混交林最佳;在根际及非根际土中,该林分的土壤脲酶、硝态氮、速效磷均最高,土壤微生物群落功能多样性及结构多样性也表现较好;是最促进望天树人工林土壤微生物生长、培肥土壤的一种混交模式。
(5)通过溶磷圈初筛和摇瓶复筛得到4个较强的望天树人工林根际解有机磷细菌:PI、P2、P13、P16,1个解无机磷细菌:P16;P16解有机磷和无机磷的效果均最佳。
解磷细菌的解无机磷和有机磷量均与各自液体培养基的pH呈系数为-0.67、-0.65的极显著负相关。
通过16srDNA分子序列鉴定4个菌株,再与Genbank信息库进行比对分析,得到P1、P13属于伯克氏菌属(BurkholderiaSP.),P2、P16 为副伯克氏菌属(Paraburkholderia SP.)。
(6)望天树X尾巨桉混交林的土壤生态功能综合指标最佳,为今后广西区域内望天树人工造林及尾巨桉人工林改造提供了一种优良的混交模式参考。
望天树根际解磷细菌的筛出,对提高低磷土壤中林木生长磷的利用率具有重要研究价值。