山西矿区复垦土壤中解磷细菌的筛选及鉴定

【目的】矿区复垦土壤贫瘠、有效磷含量低。解磷细菌能够将有机磷和难溶性无机磷转化为可溶性磷,促进植物对磷素的利用。因此筛选和鉴定具有解磷能力的菌株,可为解决矿区生态恢复使用的微生物肥料提供菌种资源。【方法】采用平板分离法初筛菌株,得到D/d≥1.5的菌株,然后以磷酸钙为磷源,通过液体发酵试验复筛菌株,挑选出解磷率高于巨大芽孢杆菌(Bacillusmegaterium)As1.223的菌株。以磷矿粉和卵磷脂为磷源,液体发酵试验测定菌株的解磷能力及磷酸酶活性。进行菌株的生长试验以测定菌株温度适宜性、耐盐性及耐酸碱性。通过形态学、基因序列分析及脂肪酸组成分析综合进行菌株鉴定。菌落形态观察用营养琼脂平板培养基培养;菌体形态即细胞形态及其大小采用扫描电镜观察;基因序列分析采用16SrDNA序列测定,基因在线比对采用EzTaxon数据库;使用美国MIDI公司的Sherolock全自动细菌鉴定系统对菌株进行脂肪酸组成分析。【结果】利用无机磷和有机磷平板培养基,从山西省矿区复垦区土壤样品中筛选出19株解磷微生物,其中D/d≥1.5的有7株。在以磷酸钙为磷源的液体培养试验中,4株菌的解磷率高于巨大芽孢杆菌As1.223,解磷率为7.89%～12.61%,最高的为菌株Y14。4株菌对磷矿粉的解磷率为0.81%～1.21%,最高的为菌株Y14。在以卵磷脂为磷源的液体培养试验中,4株菌的解磷率与酸性磷酸酶活性分别为1.79%～3.07%和24.3～28.4U/L,均高于巨大芽孢杆菌As1.223;碱性磷酸酶活性为11.9～50.2U/L;菌株Y14的解磷率与磷酸酶活性均最高。4株菌均有较强的环境适应能力,以Y14的适应性最强。H22、Y11和Y34与假单胞菌属(Pseudomonassp.)同源性在99%以上,Y14与泛菌属(Pantoeasp.)有99.79%的同源性;H22、Y11和Y34的细胞脂肪酸组成特征峰与假单胞菌属(Pseudomonassp.)相一致,Y14与泛菌属(Pantoeasp.)相一致;H22、Y11和Y34被鉴定为假单胞菌(Pseudomonassp.),Y14为泛菌属(Pantoeasp.)。【结论】分离、筛选到4株高效解磷菌,对于磷酸钙和卵磷脂的解磷率均高于巨大芽孢杆菌As1.223。4株菌分别隶属于假单胞菌属(Pseudomonassp.)和泛菌属(Pantoeasp.)。菌株Y14无机磷与有机磷平板的D/d值分别为3.28与1.59,降解磷酸钙、磷矿粉、卵磷脂的解磷率分别为12.61%、1.21%、3.07%,酸性与碱性磷酸酶活性分别为28.4U/L和50.2U/L,均为4株菌里最高的,且环境适应能力最强,生长温度为20～60℃,能耐受pH4～11的酸碱梯度和2%～7%的盐分梯度,Y14被鉴定为泛菌属(Pantoeasp.)。4株菌均具有良好的解磷能力及较强的环境适应能力,可望进一步研发成为微生物肥料生产菌种。综合D/d值、解磷率、磷酸酶活性和生长试验,本试验最终确定适合山西矿区复垦农田推广的高效解磷菌菌株为Y14。