1株P(guān)seudomonasfrederiksbergensis JW-SD2的解磷特性及解磷條件研究

曾慶偉， 溫心怡， 吳小芹

(南京林業(yè)大學(xué)南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心 南京林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院,江蘇 南京 210037)

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1株P(guān)seudomonasfrederiksbergensisJW-SD2的解磷特性及解磷條件研究

曾慶偉， 溫心怡， 吳小芹*

(南京林業(yè)大學(xué)南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心 南京林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院,江蘇 南京 210037)

為探討解磷細(xì)菌PseudomonasfrederiksbergensisJW-SD2的解磷特性及條件，檢測了該菌株對不同礦質(zhì)磷酸鹽的溶解能力，并研究了不同碳源、氮源、溫度、pH、裝液量及鹽離子等營養(yǎng)、環(huán)境因素對其解磷能力的影響。結(jié)果表明，該菌株對Ca3(PO4)2的溶解能力強于FePO4和AlPO4，解磷量達7.43 mmol/L。以葡萄糖作為碳源，硫酸銨作為氮源該菌株具有最大的解磷能力。同時還發(fā)現(xiàn)，該菌株能夠在溫度20～35 ℃，pH 4～9，裝液量1/5～4/5，NaCl濃度0～3.0%保持3.0 mmol/L以上的解磷量，具有較強的環(huán)境適應(yīng)能力。

解磷細(xì)菌；Pseudomonasfrederiksbergensis；環(huán)境因素

磷是植物生長發(fā)育所必須的礦質(zhì)元素之一，是原生質(zhì)的重要組份，也是植物體內(nèi)核酸、酶類、ATP的組成成分。然而，磷元素在土壤中往往以不溶性無機磷或有機磷形式存在，即使在磷資源豐富的土壤中，可供植物吸收利用的有效磷含量不足0.1%[1]。土壤缺磷已經(jīng)成為全球范圍的農(nóng)林業(yè)難題，嚴(yán)重影響了農(nóng)林作物的生長[2]?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)通過施用可溶性磷酸鹽肥料增加土壤中有效磷含量，而這些可溶性磷往往在被植物利用之前，就和土壤中的Al、Fe和Ca等金屬離子螯合成不溶性磷酸鹽，磷肥利用效率低[3]。過度重復(fù)的磷肥使用破壞了土壤微生物群落多樣性，從而進一步造成了土壤肥力的下降[4]。研究發(fā)現(xiàn)，解磷細(xì)菌能夠?qū)⑼寥乐械牟蝗苄粤自慈芙獬蔀榭扇苄粤祝@著促進植物生長[5-7]。解磷細(xì)菌能夠增加土壤有效磷含量，改善作物磷素營養(yǎng)，同時具有高效、環(huán)保等特點，因而解磷細(xì)菌的研究受到人們的重視。土壤不溶性無機磷是土壤磷源的重要組成成分，其中磷酸鈣、磷酸鋁、磷酸鐵等沉淀型磷酸鹽為主要的礦質(zhì)磷酸鹽[8]。解磷細(xì)菌能夠溶解這一類礦質(zhì)磷酸鹽，然而解磷細(xì)菌對磷酸鈣、磷酸鋁、磷酸鐵溶解能力存在差異[9-11]。研究還發(fā)現(xiàn)，解磷細(xì)菌的解磷能力受到營養(yǎng)、溫度、酸堿度、溶氧及鹽離子濃度等環(huán)境因素的顯著影響，從而影響解磷細(xì)菌的植物促生能力[12-13]。因此，弄清楚解磷細(xì)菌對不同磷源的溶解能力，以及營養(yǎng)、環(huán)境條件對其解磷能力的影響，是對解磷細(xì)菌進一步深入研究和應(yīng)用的基礎(chǔ)。本實驗室前期從楊樹根際分離了1株解磷細(xì)菌PseudomonasfrederiksbergensisJW-SD2，初步研究表明該菌株具有良好解磷能力[14]。然而，該菌株對不同種類不溶性磷源的溶解能力，以及外界條件對其解磷能力的影響還不清楚。為此，本文以解磷菌株P(guān).frederiksbergensisJW-SD2為研究對象，檢測了該菌株對不同礦質(zhì)磷酸鹽的溶解能力，并研究了營養(yǎng)及環(huán)境條件對該菌株解磷能力的影響，以期為該菌株在生產(chǎn)實踐中作為生物菌肥應(yīng)用時適地施菌，發(fā)揮最佳解磷效力提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 菌株 解磷細(xì)菌PseudomonasfrederiksbergensisJW-SD2由南京林業(yè)大學(xué)森林保護研究所分離自山東沂水楊樹根際土壤(棕壤土)[14]。目前該菌株已保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心(CCTCC)，保藏號：CCTCC M 2015350。

1.1.2 培養(yǎng)基 ①種子培養(yǎng)基：Luria Bertani(LB)培養(yǎng)基(胰蛋白胨10.0 g，酵母粉5.0 g，NaCl 5.0 g，蒸餾水1 000 mL， pH 7.0，固體培養(yǎng)基添加15 g/L的瓊脂)；②國際植物研究所磷酸鹽生長培養(yǎng)基(NBRIP)：葡萄糖10 g，Ca3(PO4)25 g，MgCl25 g，KCl 0.2 g，MgSO4·7H2O 0.25 g，(NH4)2SO40.1 g，蒸餾水1 000 mL，pH 7.0，固體培養(yǎng)基添加15 g/L的瓊脂。

1.1.3 試劑 Ca3(PO4)2、FePO4、AlPO4均為分析純，購于阿拉丁試劑(上海)有限公司；葡萄糖、果糖、可溶性淀粉、蔗糖、麥芽糖、硫酸銨、硝酸鉀、NaOH、HCl、NaCl均為國產(chǎn)分析純試劑；蛋白胨、酵母粉、牛肉膏均為國產(chǎn)生化試劑。

1.1.4 儀器 HVA-110高壓滅菌鍋，日本Hirayama；SW-CJ-1FD凈化工作臺，蘇州凈化工作臺設(shè)備有限公司； HYG-Ⅱa迴轉(zhuǎn)式恒溫調(diào)速搖瓶柜，上海欣蕊自動化設(shè)備有限公司；5804R離心機，德國艾本德；PB-10標(biāo)準(zhǔn)型pH計，德國賽多利斯；Helios分光光度計，美國賽默飛。

1.2 方法

1.2.1 JW-SD2菌株對不同磷源的溶解能力 將-80 ℃保存的JW-SD2菌株活化2次后，接種于LB培養(yǎng)基，30 ℃、180 r/min培養(yǎng)20 h，菌體濃度為108cfu/mL。取1 mL菌液，7 000 r/min離心5 min收集菌體，無菌生理鹽水洗滌3次，將菌體重新懸浮于1 mL滅菌生理鹽水中，作為種子液。按照1%的接種比例，將種子液分別接入以Ca3(PO4)2、FePO4、AlPO4作為唯一不溶性磷源的NBRIP培養(yǎng)基。每種磷源處理均設(shè)立3組重復(fù)，以不接菌處理作為空白對照。30 ℃震蕩培養(yǎng)72 h，采用比濁法測定菌體生物量，收集并測定發(fā)酵液pH及可溶性磷含量。

1.2.2 碳、氮源對JW-SD2菌株解磷的影響 保持NBRIP培養(yǎng)基其他成分不變，按10 g/L的加入比例，分別以葡萄糖、果糖、可溶性淀粉、蔗糖、麥芽糖作為唯一碳源；保持NBRIP培養(yǎng)基其他成分不變，按0.1 g/L的加入比例，分別以硫酸銨、硝酸鉀、蛋白胨、酵母粉、牛肉膏作為唯一氮源。以1%接種量向裝有50 mL培養(yǎng)基的100 mL三角瓶中接入JW-SD2種子液。每種碳源、氮源處理均設(shè)立3組重復(fù)，以不接菌處理作為空白對照。30 ℃震蕩培養(yǎng)72 h，測定發(fā)酵液中可溶性磷含量。

1.2.3 溫度對JW-SD2菌株解磷的影響 按1%接種量向裝有50 mL NBRIP培養(yǎng)基的100 mL三角瓶中接入JW-SD2種子液，分別置于20、25、30、35、40 ℃五個不同溫度下進行震蕩培養(yǎng)。每種溫度處理均設(shè)立3組重復(fù)，以不接菌處理作為空白對照。72 h后測定發(fā)酵液中可溶性磷含量。

1.2.4 初始pH對JW-SD2菌株解磷的影響 利用1 mmol/L HCl或NaOH溶液分別調(diào)節(jié)培養(yǎng)基pH至4、5、6、7、8、9和10，培養(yǎng)基其他成分保持不變。以1%接種量向裝有50 mL培養(yǎng)基的100 mL三角瓶中接入JW-SD2種子液。每種溫度處理均設(shè)立3組重復(fù)，以不接菌處理作為空白對照。30 ℃震蕩培養(yǎng)72 h，測定發(fā)酵液中可溶性磷含量。

1.2.5 裝液量對JW-SD2菌株解磷的影響 在100 mL三角瓶中分別裝入20、40、50、60和80 mL NBRIP培養(yǎng)基，使得裝液量與三角瓶體積比分別為1/5、2/5、1/2、3/5和4/5。按1%接種量分別接入JW-SD2種子液進行震蕩培養(yǎng)。每種裝液量處理均設(shè)立3組重復(fù)，以不接菌處理作為空白對照。30 ℃震蕩培養(yǎng)，72 h后測定發(fā)酵液中可溶性磷含量。

1.2.6 NaCl濃度對JW-SD2菌株解磷的影響 向NBRIP培養(yǎng)基中分別按質(zhì)量百分比濃度0%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%、6.0%、7.0%和8.0%加入NaCl，保持培養(yǎng)基其他成分不變。以1%接種量向裝有50 mL培養(yǎng)基的100 mL三角瓶中接入JW-SD2種子液。每種NaCl濃度處理均設(shè)立3組重復(fù)，以不接菌處理作為空白對照。30 ℃震蕩培養(yǎng)72 h，測定發(fā)酵液中可溶性磷含量，研究鹽離子濃度對菌株解磷能力的影響。

1.2.7 可溶性磷含量的測定 將發(fā)酵液4 ℃、10 000 r/min離心10 min，收集上清。上清通過MILLEX-GP 0.22 μm孔徑濾膜(Millipore Express, 美國)過濾，收集濾液。采用鉬銻抗比色法[13]測定濾液中可溶性磷含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 解磷細(xì)菌JW-SD2對不同磷源的溶解能力

解磷菌株P(guān).frederiksbergensisJW-SD2對Ca3(PO4)2、FePO4、AlPO4三種礦質(zhì)磷酸鹽的溶解能力如圖1所示(空白對照組中可溶性磷含量均低于0.10 mmol/L，圖中可溶性磷含量為菌株凈解磷量)。該菌株對Ca3(PO4)2具有高效的溶解能力，顯著(P<0.01)高于其他磷源，溶磷量高達7.43 mmol/L。該菌株對FePO4、AlPO4的溶解作用表現(xiàn)較弱，解磷量分別為0.53 mmol/L和0.78 mmol/L。然而，在不同磷源的溶解過程中，培養(yǎng)基pH都出現(xiàn)了下降，分別從初始pH 7.0下降至4.92、5.13和5.21，且不存在顯著差異(P<0.05)。菌體生長結(jié)果顯示，在FePO4溶磷培養(yǎng)基中，該菌株菌體濃度顯著(P<0.05)低于Ca3(PO4)2，而其他兩種磷源處理間無顯著差異(P<0.05)。

圖1 解磷菌株P(guān). frederiksbergensis JW-SD2對不同磷源的溶解能力Fig.1 Solubilization of different mineral phosphates by P. frederiksbergensis JW-SD2

2.2 碳源對JW-SD2菌株解磷能力的影響

解磷菌株P(guān).frederiksbergensisJW-SD2在不同碳源條件下，其解磷能力存在顯著差異。從圖2可以看出，解磷菌株JW-SD2對單糖、雙糖以及多糖碳源都能夠利用，并發(fā)揮解磷效力。當(dāng)以葡萄糖、蔗糖為唯一碳源時，該菌株具有較高的解磷能力，極顯著(P<0.01)高于其他碳源，解磷量分別為7.70和3.50 mmol/L。當(dāng)以可溶性淀粉、麥芽糖、果糖為唯一碳源時，該菌株解磷量依次為0.73、0.69和0.12 mmol/L。結(jié)果表明，葡萄糖更加有利于解磷菌株JW-SD2對不溶性磷酸鹽的溶解。

圖2 碳源對P. frederiksbergensis JW-SD2菌株解磷能力的影響Fig.2 Effect of carbon sources on phosphate-solubilizing activity of P. frederiksbergensis JW-SD22

2.3 氮源對JW-SD2菌株解磷能力的影響

不同氮源對解磷菌株P(guān).frederiksbergensisJW-SD2的解磷能力存在顯著影響(圖3)。JW-SD2菌株在無機氮源和有機氮源條件下均能夠溶解不溶性礦質(zhì)磷酸鹽。以硫酸銨為唯一氮源時，該菌株具有最大的解磷量，7.89 mmol/L，極顯著高(P<0.01)于其他氮源。在以蛋白胨、酵母粉、牛肉膏和硝酸鉀為唯一氮源時，該菌株解磷量依次為4.04、3.98、3.66、2.10 mmol/L。由結(jié)果可以看出，硫酸銨所提供的氮源更有利于解磷菌株JW-SD2解磷能力的發(fā)揮。

圖3 氮源對P. frederiksbergensis JW-SD2菌株解磷能力的影響Fig.3 Effect of nitrogen sources on phosphate-solubilizing activity of P. frederiksbergensis JW-SD2

2.4 溫度對JW-SD2菌株解磷能力的影響

隨著培養(yǎng)溫度的上升，解磷菌株P(guān).frederiksbergensisJW-SD2的解磷能力呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(圖4)。在20～35 ℃的溫度變化范圍內(nèi)該菌株表現(xiàn)出了較高的解磷能力，當(dāng)培養(yǎng)溫度為30 ℃時，解磷菌株JW-SD2解磷能力極顯著(P<0.01)高于其他溫度處理，解磷量達7.79 mmol/L。當(dāng)培養(yǎng)溫度為20、25和35 ℃時，該菌株解磷量依次為5.30、6.74和6.95 mmol/L。當(dāng)培養(yǎng)溫度為40 ℃，則檢測不到該菌株的解磷活性。從結(jié)果可以看出，解磷菌株能夠適應(yīng)較大幅度的溫度變化，并發(fā)揮解磷效力。

圖4 溫度對P. frederiksbergensis JW-SD2菌株解磷能力的影響Fig.4 Effect of temperature on phosphate-solubilizing activity of P. frederiksbergensis JW-SD2

2.5 初始pH對JW-SD2菌株解磷能力的影響

pH是微生物生長的一項重要環(huán)境指標(biāo)，對微生物的離子運輸?shù)然顒佑兄黠@的影響。從圖5可以看出，隨著初始pH的上升，解磷菌株P(guān).frederiksbergensisJW-SD2的解磷能力表現(xiàn)出先下降后上升，后又下降的趨勢，該菌株的解磷能力受到pH的顯著影響。當(dāng)初始pH值為7時，該菌株具有最大的解磷能力，解磷量達7.20 mmol/L，顯著(P<0.01)高于其他處理。當(dāng)初始pH值為4、5、6、8、9、10時，JW-SD2解磷量依次為6.51、5.06、6.32、6.10、5.56、0.28 mmol/L。以上結(jié)果表明，解磷菌株JW-SD2具有較強的酸堿度耐受性，能夠在大幅度變化的pH環(huán)境中發(fā)揮解磷作用。

圖5 初始pH對P. frederiksbergensis JW-SD2菌株解磷能力的影響Fig.5 Effect of initial-pH on phosphate-solubilizing activity of P. frederiksbergensis JW-SD2

2.6 裝液量對JW-SD2菌株解磷能力的影響

解磷菌株P(guān).frederiksbergensisJW-SD2在不同裝液量條件下的解磷能力如圖6所示。該菌株在裝液量為1/5時具有最高的不溶性礦質(zhì)磷酸鹽溶解量，7.41 mmol/L，顯著(P<0.01)高于其他裝液量處理。在裝液量分別為2/5、1/2、3/5、4/5時，該菌株仍具有較好解磷能力，解磷量分別為4.20、4.99、4.10、3.16 mmol/L。整體來看，隨著裝液量的增加該菌株的解磷能力出現(xiàn)下降的趨勢，說明低裝液量更有利于解磷菌株JW-SD2解磷能力的發(fā)揮。

圖6 裝液量對P. frederiksbergensis JW-SD2菌株解磷能力的影響Fig.6 Effect of culture volume on phosphate-solubilizing activity of P. frederiksbergensis JW-SD2

2.7 NaCl濃度對JW-SD2菌株解磷能力的影響

鹽離子作為重要的環(huán)境因子，影響著微生物的生存及生物功能的發(fā)揮。通過設(shè)置NaCl濃度梯度研究了鹽離子對解磷菌株P(guān).frederiksbergensisJW-SD2解磷能力影響，結(jié)果如圖7所示。隨著NaCl濃度的增加，該菌株的解磷能力出現(xiàn)了先上升后下降的變化趨勢。該菌株在NaCl濃度1.0%時具有最大的解磷量，7.25 mmol/L。在NaCl濃度為0～3.0%之間時，該菌株的解磷能力 保持在5.02 mmol/L以上。從上述結(jié)果可以看出，解磷菌株JW-SD2具有較好的NaCl耐受力，這對其在高鹽土壤中發(fā)揮解磷作用具有重要意義。

圖7 NaCl濃度對P. frederiksbergensis JW-SD2菌株解磷能力的影響Fig.7 Effect of concentrations of NaCl on phosphate-solubilizing activity of P. frederiksbergensis JW-SD22

3 討 論

由于土壤環(huán)境因素的差異，土壤中解磷微生物解磷特性存在很大的差異[16]。解磷菌株P(guān).frederiksbergensisJW-SD2分離自山東沂水[14]，而中國北方堿性土壤中多以Ca3(PO4)2為最主要的不可溶性磷源[17]，長期的自然選擇和環(huán)境適應(yīng)，可能是解磷菌株JW-SD2對Ca3(PO4)2具有較強溶解能力(7.43 mmol/L)的主要原因。相比于其他解磷菌株，如P.fluorescens(5.64 mmol/L)、P.trivialis(5.91 mmol/L)[18]、Enterobacteraerogenes(4.62 mmol/L)、Burkholderiacaledonica(4.49 mmol/L)[19]，解磷菌株JW-SD2對Ca3(PO4)2具有較強的溶解能力。

碳水化合物是所有異養(yǎng)微生物的能源物質(zhì)，供給不同形態(tài)的碳水化合物，不僅影響到微生物的生長繁殖，而且還影響其生理代謝活動。Farhat等[20]研究發(fā)現(xiàn)，不同的碳源種類導(dǎo)致解磷細(xì)菌有機酸代謝發(fā)生變化，產(chǎn)生不同種類的有機酸，從而直接影響到解磷細(xì)菌的解磷特性，在一定范圍內(nèi)解磷細(xì)菌的解磷能力會隨著葡萄糖濃度的升高而增強。解磷真菌Aspergillusaculeatus能利用11種不同的碳源，但以阿拉伯糖為碳源時解磷效率最高，其次為葡萄糖，而當(dāng)蔗糖作為碳源解磷活性相對較低[21]。本研究發(fā)現(xiàn)以葡萄糖作為碳源解磷菌株JW-SD2具有最高的解磷能力。研究認(rèn)為，解磷微生物主要通過分泌有機酸來溶解不溶性礦質(zhì)磷酸鹽，而這些有機酸來自于葡萄糖直接氧化代謝途徑[22-24]。解磷菌株JW-SD2能夠更好地吸收利用葡萄糖并進入氧化代謝途徑，從而展現(xiàn)出更強的解磷活性。

除營養(yǎng)條件外，外部的環(huán)境條件也是影響解磷細(xì)菌解磷功能的重要因素。Illmer等[26]在對解磷細(xì)菌Pseudomonassp.培養(yǎng)條件研究中發(fā)現(xiàn)，除營養(yǎng)元素之外，溫度、溶氧量也對解磷細(xì)菌的解磷能力有著較大影響。復(fù)合菌劑解磷作用的發(fā)揮也受到溫度、pH等因素的顯著影響[27]。本研究發(fā)現(xiàn)解磷菌株JW-SD2能夠在較廣的溫度、pH、裝液量及鹽離子濃度變化范圍內(nèi)發(fā)揮較好的解磷作用。在轉(zhuǎn)速固定的情況下，搖瓶的裝液量決定了發(fā)酵液中溶氧濃度[28]。溫度、酸堿度、溶氧、鹽度都是重要的土壤理化指標(biāo)。中國土壤環(huán)境復(fù)雜，具有較大的溫度、酸堿度、氧氣濃度，鹽堿度變化[29-31]。解磷菌株JW-SD2能夠在較為復(fù)雜的環(huán)境條件下發(fā)揮解磷能力，這也為其在土壤中發(fā)揮解磷效力，改善土壤肥力奠定了一定的優(yōu)勢。

本文對解磷細(xì)菌P.frederiksbergensisJW-SD2對不同磷源的溶解能力，以及營養(yǎng)環(huán)境條件對其解磷能力的影響進行了探究，為該菌株后期的菌劑開發(fā)奠定基礎(chǔ)，也為該菌株在生產(chǎn)實踐中，施用于更合適的農(nóng)林業(yè)土壤，發(fā)揮更好的解磷效力提供參考。高效的解磷活性使得解磷菌株JW-SD2具有植物促生潛力，關(guān)于該菌株的植物促生能力還有待進一步研究。

[1] Stevenson F J, Cole M A. Cycles of soils: carbon, nitrogen, phosphorus, sulfur, micronutrients[M]. United States: John Wiley & Sons, 1999.

[2] Hinsinger P. Bioavailability of soil inorganic P in the rhizosphere as affected by root-induced chemical changes: a review[J]. Plant and soil, 2001, 237(2): 173-195.

[3] Goldstein A, Liu S. Molecular cloning and regulation of a mineral phosphate solubilizing gene fromErwiniaherbicola[J]. Nature biotechnology, 1987, 5(1): 72-74.

[4] Khan M S, Zaidi A, Wani P A. Role of phosphate-solubilizing microorganisms in sustainable agriculture-a review[J]. Agronomy for sustainable development, 2007, 27(1): 29-43.

[5] 金術(shù)超, 杜春梅, 平文祥, 等. 解磷微生物的研究進展[J]. 微生物學(xué)雜志, 2006, 26(2): 73-78.

[6] Selvakumar G, Mohan M, Kundu S, et al. Cold tolerance and plant growth promotion potential of Serratia marcescens strain SRM (MTCC 8708) isolated from flowers of summer squash (Cucurbita pepo)[J]. Letters in applied microbiology, 2008, 46(2): 171-175.

[7] Ahemad M, Khan M S. Effect of fungicides on plant growth promoting activities of phosphate solubilizingPseudomonasputidaisolated from mustard (Brassicacompestris) rhizosphere[J]. Chemosphere, 2012, 86(9): 945-950.

[8] 熊毅, 李慶逵. 中國土壤(第2版)[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 1987.

[9] Park K H, Lee O M, Jung H I, et al. Rapid solubilization of insoluble phosphate by a novel environmental stress-tolerantBurkholderiavietnamiensisM6 isolated from ginseng rhizospheric soil[J]. Applied microbiology and biotechnology, 2010, 86(3): 947-955.

[10]鐘傳青, 黃為一. 不同種類解磷微生物的溶磷效果及其磷酸酶活性的變化[J]. 土壤學(xué)報, 2005, 42(2): 286-294.

[11]趙小蓉, 林啟美, 李保國. 微生物溶解磷礦粉能力與pH及分泌有機酸的關(guān)系[J]. 微生物學(xué)雜志, 2003, 23(3): 5-7.

[12]Vassileva M, Serrano M, Bravo V, et al. Multifunctional properties of phosphate-solubilizing microorganisms grown on agro-industrial wastes in fermentation and soil conditions[J]. Applied microbiology and biotechnology, 2010, 85(5): 1287-1299.

[13]Scervino J M, Papinutti V L, Godoy M S, et al. Medium pH, carbon and nitrogen concentrations modulate the phosphate solubilization efficiency ofPenicilliumpurpurogenumthrough organic acid production[J]. Journal of applied microbiology, 2011, 110(5): 1215-1223.

[14]Liu H, Wu X Q, Ren J H, et al. Isolation and identification of phosphobacteria in poplar rhizosphere from different regions of China[J]. Pedosphere, 2011, 21(1): 90-97.

[15]魯如坤. 土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)科技出版社, 2000.

[16]向文良, 馮瑋, 郭建華, 等. 一株解磷中度嗜鹽菌的分離鑒定及解磷特性分析[J]. 微生物學(xué)通報, 2009, 36(3): 320-327.

[17]沈仁芳, 蔣柏藩. 石灰性土壤無機磷的形態(tài)分布及其有效性[J]. 土壤學(xué)報, 1992, 29(1): 80-86.

[18]Gulati A, Rahi P, Vyas P. Characterization of phosphate-solubilizingfluorescentpseudomonadsfrom the rhizosphere of seabuckthorn growing in the cold deserts of Himalayas[J]. Current microbiology, 2008, 56(1): 73-79.

[19]AerogenesCollavino M M, Sansberro P A, Mroginski L A, et al. Comparison of in vitro solubilization activity of diverse phosphate-solubilizing bacteria native to acid soil and their ability to promotePhaseolusvulgarisgrowth[J]. Biology and fertility of soils, 2010, 46(7): 727-738.

[20]Farhat M B, Farhat A, Bejar W, et al. Characterization of the mineral phosphate solubilizing activity ofSerratiamarcescensCTM 50650 isolated from the phosphate mine of Gafsa[J]. Archives of microbiology, 2009, 191(11): 815-824.

[21]Narsian V, Patel H.Aspergillusaculeatusas a rock phosphate solubilizer[J]. Soil biology and biochemistry, 2000, 32(4): 559-565.

[22]Duff R, Webley D. 2-Ketogluconic acid as a natural chelator produced by soil bacteria[J]. Chemistry and industry, 1959：1376-1377.

[23]Katznelson H, Bose B. Metabolic activity and phosphate-dissolving capability of bacterial isolates from wheat roots, rhizosphere, and non-rhizosphere soil[J]. Canadian journal of microbiology, 1959, 5(1): 79-85.

[24]Oubrie A, Rozeboom H J, Kalk K H, et al. Structure and mechanism of soluble quinoprotein glucose dehydrogenase[J]. The EMBO journal, 1999, 18(19): 5187-5194.

[25]Wenzel C, Ashford A, Summerell B. Phosphate-solubilizing bacteria associated with proteoid roots of seedlings of waratah (Telopeaspeciosissima(Sm.) R. Br)[J]. New phytologist, 1994, 128(3): 487-496.

[26]Illmer P, Schinner F. Solubilization of inorganic phosphates by microorganisms isolated from forest soils[J]. Soil biology and biochemistry, 1992, 24(4): 389-395.

[27]侯佳奇, 李鳴曉, 賈璇, 等. 復(fù)合菌劑解無機磷條件優(yōu)化研究[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報, 2013, 32(2): 385-392.

[28]劉森, 楊濤, 崔薇薇. 尖孢鐮刀菌發(fā)酵生產(chǎn)木糖醇的工藝研究[J]. 現(xiàn)代食品科技, 2008, 24(4): 247-248.

[29]于東升, 王洪杰, 趙永存, 等. 中國土壤溫度的季節(jié)性變化及其區(qū)域分異研究[J]. 土壤學(xué)報, 2009, 46(2): 227-234.

[30]Yu H, Huang J-K, Rozelle S, et al. Soil fertility changes of cultivated land in Eastern China[J]. Geographical research, 2003, 22(3): 380-388.

[31]張建鋒, 喬勇進. 鹽堿地改良利用研究進展[J]. 山東林業(yè)科技, 1997, 3: 5-8.

Phosphate Solubilizing Traits and Conditions of a Pseudomonas frederiksbergensis Strain JW-SD2

ZENG Qing-wei, WEN Xin-yi, WU Xiao-qin

(Collaborat.Innovat'nCtr.ofSustain.Forest.inS.China,Coll.ofForest.,NanjingForest.Uni.,Nanjing, 210037)

In order to investigate traits and conditions of phosphate solubilizing of phosphate solubilizing bacteriumPseudomonasfrederiksbergensisJW-SD2, the capability the strain to solubilize different kinds of mineral phosphate was detected, and the effects of carbon sources, nitrogen sources, temperature, pH, liquid filling volume, salt ions, and other nutrition, environment factors on phosphate solubilizing ability were studied. The results showed that the strain had greater ability to solubilize Ca3(PO4)2than FePO4or AlPO4and the released amount of phosphate ion was up to 7.43 mmol/L. The strain presented the highest phosphate solubilizing ability using glucose as carbon source and using ammonium sulfate as nitrogen source. The strain also showed great adaptive capacity to environment. The phosphate solubilizing amount remained over 3.0 mmol/L at temperature range from 20 ℃ to 35 ℃, pH range from 4 to 9, filling volume range from 1/5 to 4/5, NaCl concentration range from 0 to 3.0%.

phosphate-solubilizing bacterium;Pseudomonasfrederiksbergensis; environmental factors

國家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(201004061)；江蘇高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程資助項目(PAPD)；2012年度江蘇省普通

曾慶偉 男，博士研究生。主要從事森林資源微生物、植物促生細(xì)菌研究。Tel：025-85427427，E-mail：zqw_333@aliyun.com

* 通訊作者。女，教授，博士生導(dǎo)師。主要從事森林資源微生物、植物病理學(xué)研究。Tel：025-85427427，E-mail：xqwu@njfu.edu.cn

2015-04-03；

2015-06-13

Q939.96

A

1005-7021(2016)01-0011-06

10.3969/j.issn.1005-7021.2016.01.003

高校研究生科研創(chuàng)新計劃項目(CXLX12_0544)