不动杆菌JL-1降解磷的性能研究-《江苏农业科学》(2019年12期).docx

龙源版权所有 不动杆菌JL-1降解磷的性能研究作者：李文 莫港澳 孙欣来源：《江苏农业科学》2019年第12期 摘要：以不动杆菌（Acinetobacter indicus）JL-1为菌种，使用无机磷液体培养基测定其解磷性能。采用单因素试验与正交试验确定最佳解磷条件：碳源为10.0 g/L蔗糖，2.0 g/L复合氮源（硫酸铵与酵母粉质量浓度比为1 ∶ 1），pH值为7.5，温度为37 ℃，装液量为50 mL/250 mL。在此最优条件下，解磷量在48 h时最高，为61.02 μg/mL，菌落数为2.69×1011 CFU/mL，发酵过程中pH值呈先下降后略上升的趋势。通过对其解磷机制进行初步研究，确定此菌株以酸解为主、酶解为辅的方式来解磷。 关键词：解磷菌;不动杆菌;正交试验;解磷性能;解磷机制 中图分类号： S182 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2019）12-0311-05 磷元素是植物成长进程中的一种重要元素[1]，广泛地参加植物细胞内多种生理生化进程，能够显著有效地促进植物生长发育和新陈代谢过程[2]。我国大约有74%的耕地缺磷，并且土壤中的绝大部分磷是无效磷，植物难以吸收使用[3-4]，而施用磷肥又会对环境和经济造成不良的影响[5]。土壤中存在大量的解磷菌，包括细菌、放线菌和酵母菌，它们能将难溶性的磷转化为农作物可吸收利用的可溶性磷，促进农作物生长，改善土壤环境，显著提高土壤中的有效磷含量，因此，解磷菌的研究与应用对于农业生产具有重要的理论和实践意义，有助于缓解我国土壤磷素缺乏和环境污染问题。 影响解磷微生物解磷性能一方面是由于解磷微生物自身的遗传特性差异，除此之外，诸多物理化学因素也对解磷微生物分解磷化合物产生重要影响，例如土壤中磷素的种类和含量、酸碱度、温度、土壤成分等因素。解磷微生物获得的碳、氮营养通过影响微生物的生长和代谢过程，也可以影响微生物对土壤中磷化合物的分解。许多学者通过对解磷菌株在多种碳氮源下的解磷能力进行测定，考察能量来源对微生物解磷效应影响的大小，并寻找最优碳氮源。赵小蓉等研究了解磷微生物培养基中碳源、氮源以及碳氮比对于解磷微生物解磷的影响，认为解磷微生物生长代谢受碳源、氮源以及碳氮比影响，其中突出表现为解磷菌代谢产生的有机酸受此影响很大[6]。 解磷菌的解磷过程是个复杂的过程，解磷机制比较复杂，解磷能力也表现出差异。有些微生物在土壤缺磷的情况下，向外分泌植酸酶、核酸酶、磷酸酶等，将无效磷转化为有效形式[7-8]。还有些微生物解磷与其产生的有机酸有关，这些有机酸能够降低pH值，与铁、铝、钙、镁等离子结合，从而使难溶性的磷酸盐溶解[9-11]。而有些菌株这2种机制都存在，在其解磷过程中共同作用，从而导致难溶磷的溶解[12]。每种解磷微生物解磷的方式各不相同，具有明显的特异性。 本研究對前期筛选所得的不动杆菌JL-1进行解磷性能初步测定，通过对培养基及条件进行优化以提高解磷菌的解磷性能，继而初步探究其解磷机制，以期为利用此解磷菌用于微生物肥料生产提供技术支持和理论支撑，对农业生产具有重要的意义。 1 材料与方法 1.1 菌种 土壤中筛选出的不动杆菌（Acinetobacter indicus）JL-1，保藏于徐州工程学院微生物遗传育种实验室。 1.2 仪器与设备 723C可见分光光度计HYG（上海欣茂仪器有限公司）、旋式恒温调速摇瓶柜（上海欣蕊自动化设备有限公司）、DHG-9140型电热恒温鼓风干燥箱（上海精宏实验设备有限公司）、HH.B11.600-S-Ⅱ型电热恒温培养箱（上海跃进医疗器械有限公司）。 1.3 培养基 1.3.1 无机磷液体培养基 10.00 g葡萄糖、25.00 g Ca3（PO4）2、0.50 g（NH4）2SO4、0.20 g NaCl、0.20 g KCl、0.10 g MgSO4·7H2O、0.03 g FeSO4·7H2O、0.03 g MnSO4·4H2O、0.50 g酵母粉，1 000 mL水，pH值为6.8～7.2，121 ℃灭菌20 min。 1.3.2 LB液体培养基 5.00 g蛋白胨、5.00 g NaCl、2.50 g牛肉浸膏、500 mL蒸馏水、pH值在7.0左右，121 ℃灭菌20 min。 1.3.3 LB固体培养基 LB液体培养基中加入琼脂粉，使其浓度为18 g/L。 1.4 试验方法 1.4.1 斜面活化 将实验室保存的不动杆菌JL-1转接至已灭菌的LB斜面，置30 ℃恒温培养箱活化培养24 h。 1.4.2 种子液制备 用接种环刮取斜面菌株接入100 mL LB液体培养基中，于30 ℃、150 r/min恒温振荡器中培养 24 h 得种子液。 1.4.3 液体发酵检测菌株解磷能力