無(wú)機(jī)磷溶解菌的分離篩選及其對(duì)扁穗雀麥生長(zhǎng)的影響

舒健虹，王普昶，李顯剛，王小利，李小冬*

(1.貴州省草業(yè)研究所，貴州 貴陽(yáng) 550006；2.黔南州飼草飼料工作站，貴州 都勻 558000)

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無(wú)機(jī)磷溶解菌的分離篩選及其對(duì)扁穗雀麥生長(zhǎng)的影響

舒健虹1，王普昶1，李顯剛2，王小利1，李小冬1*

(1.貴州省草業(yè)研究所，貴州 貴陽(yáng) 550006；2.黔南州飼草飼料工作站，貴州 都勻 558000)

對(duì)扁穗雀麥根際溶磷微生物進(jìn)行分離篩選，測(cè)定其溶磷、分泌IAA能力及對(duì)扁穗雀麥的促生效果。結(jié)果表明，不同菌株對(duì)不同無(wú)機(jī)磷底物具有選擇性，以磷酸鈣為磷源時(shí)，篩選的溶磷菌株都有溶磷活性，其中Br17的溶磷活性最高；以磷酸鋁為磷源時(shí)，只有Br1、Br7與Br8具有溶磷活性，其中Br7溶磷活性最高。IAA測(cè)定結(jié)果顯示Br4、Br8、Br17與Br24具有較強(qiáng)IAA分泌能力，添加生長(zhǎng)素前體物質(zhì)色氨酸時(shí)菌株分泌IAA能力增強(qiáng)。對(duì)培養(yǎng)基pH分析發(fā)現(xiàn)，篩選的8株溶磷菌株都為產(chǎn)酸型微生物。將純化后的溶磷菌接種到扁穗雀麥無(wú)菌苗，對(duì)根長(zhǎng)、根數(shù)、株高以及生物產(chǎn)量等性狀考察發(fā)現(xiàn)接種Br8、Br13、Br17與Br24菌株對(duì)扁穗雀麥的根系影響較大，主要表現(xiàn)為主根變短，根數(shù)變多。接種Br7、Br8、Br13與Br24菌株促進(jìn)扁穗雀麥株高增高、產(chǎn)量增加。綜合分析，Br24在貴州地區(qū)的應(yīng)用潛力最大。

溶磷菌；溶磷能力；IAA；扁穗雀麥

生物肥料在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，固氮菌和溶磷菌是應(yīng)用最廣泛的兩種土壤益生菌類的肥料[1]。固氮菌通過(guò)固定空氣中的氮?dú)猓蕴岣咄寥婪柿2]。溶磷微生物能夠依靠自身的代謝產(chǎn)物或其他生物協(xié)同溶解土壤中的難溶無(wú)機(jī)磷，以提高土壤中磷的利用率[3-4]，減少化學(xué)肥料施用量，降低農(nóng)業(yè)投入成本，具有對(duì)環(huán)境進(jìn)行微生物修復(fù)等功能。然而不同溶磷菌株對(duì)其生態(tài)環(huán)境以及宿主植物的專一性較高[5-8]，禾本科溶磷菌的研究已經(jīng)有研究報(bào)道，張堃[9]發(fā)現(xiàn)溶磷菌、固氮菌等植物益生菌能在青稞(Hordeumvulgare)不同生長(zhǎng)發(fā)育階段起促進(jìn)作用。馬文文[10]對(duì)高寒草地7種禾本科牧草的根際促生菌進(jìn)行篩選鑒定，共獲得453株促生菌，并建立了數(shù)據(jù)庫(kù)。然而目前禾本科根際促生菌的研究主要集中在北方或高寒草地，對(duì)南方草地尤其是西南卡斯特溶巖山區(qū)的研究較少。

扁穗雀麥(Bromuscatharticus)屬于禾本科一年生牧草，起源于地中海地區(qū)，在澳大利亞和新西蘭等國(guó)家廣為種植，在貴州主要分布在海拔900～2200 m的地區(qū)，具再生性好、分蘗能力強(qiáng)、產(chǎn)草量高、品質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，是南方牧場(chǎng)冬春季主要草種之一[11]。然而其在發(fā)芽[12]以及苗期生長(zhǎng)[13]都面臨低磷脅迫，同時(shí)貴州土壤中含有豐富的難溶性無(wú)機(jī)磷，如何讓植物能夠高效利用這些營(yíng)養(yǎng)元素是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。研究并開(kāi)發(fā)相應(yīng)溶磷微生物以提高扁穗雀麥牧草營(yíng)養(yǎng)供給和生產(chǎn)性能，對(duì)推動(dòng)地方牧草品種產(chǎn)業(yè)化和生態(tài)畜牧業(yè)發(fā)展具有重要意義。本研究針對(duì)貴州省扁穗雀麥根際溶磷菌的溶磷量、分泌植物生長(zhǎng)素(IAA)特性及其對(duì)植物促生效應(yīng)等進(jìn)行研究，為研制和推廣溶磷菌劑應(yīng)用提供基礎(chǔ)資料和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

2011年5月，以5點(diǎn)法采集扁穗雀麥根際土壤，低溫保存帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行溶磷菌分離。采集地點(diǎn)為貴州省獨(dú)山縣貴州省草業(yè)研究所試驗(yàn)地，位于東經(jīng)107°17′55″-107°50′05″，北緯25°12′46″-26°01′05″，系喀斯特巖溶地區(qū)，屬中亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，年平均降雨量1392.15 mm，年均氣溫在15 ℃，年冰凍期15 d。

1.2 菌株分離及初篩

選用PKO(Pikovaskaia’s培養(yǎng)基)無(wú)機(jī)磷培養(yǎng)基分離菌株，無(wú)機(jī)磷源為磷酸鈣[Ca3(PO4)2]與磷酸鋁(AlPO4)，培養(yǎng)基組成及配方參考李鳳霞等[14]。將分離具有溶磷圈的菌株分別接種于PKO上，每個(gè)菌株接種4個(gè)重復(fù)，28 ℃恒溫培養(yǎng)3，6，9和12 d，分別測(cè)量每個(gè)菌株的溶磷圈直徑(D)和菌落直徑(d)，計(jì)算D/d值，挑選D/d值相對(duì)較大的菌株純化后保存(4 ℃)備用。

1.3 溶解磷酸鹽活力測(cè)定

接種0.5 mL菌懸液到50 mL滅菌PKO無(wú)機(jī)磷液體培養(yǎng)基中，每個(gè)菌株接種3個(gè)重復(fù)，空白對(duì)照接種0.5 mL滅菌水。28 ℃、150 r/min恒溫?fù)u床上振蕩培養(yǎng)7 d；10000 r/min、4 ℃離心15 min，取1 mL上清液采用鉬銻抗比色法測(cè)培養(yǎng)液中可溶性磷含量，菌株溶磷量以可溶性磷素表示[15]。

1.4 溶磷量動(dòng)態(tài)分析

將篩選溶磷量較好的菌株轉(zhuǎn)接0.5 mL到50 mL PKO無(wú)機(jī)磷液體培養(yǎng)基中，每個(gè)菌株接種3次重復(fù)，對(duì)照接種0.5 mL蒸餾水。28 ℃、150 r/min恒溫振蕩培養(yǎng)3，6，9，12 d，分別測(cè)定菌液中可溶性磷含量。

1.5 分泌IAA能力測(cè)定

定性分析：以加生長(zhǎng)素前體物質(zhì)色氨酸和不加色氨酸的king液體培養(yǎng)基[16]培養(yǎng)菌株。接種劑量及重復(fù)數(shù)同1.3。接種后28 ℃，150 r/min培養(yǎng)3 d。取1 mL菌液滴入檢測(cè)板中，加入等量PC比色液(FeCl312 g，7.9 mol/L H2SO41 L，定容到1000 mL)，對(duì)照用1 mL 50、30和10 μg/mL的植物生長(zhǎng)激素(IAA)溶液，室溫孵育15 min后觀察不同菌液顏色變化，確定菌株分泌IAA強(qiáng)度差異[16-17]。定量分析：利用上述標(biāo)準(zhǔn)品計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)曲線，10000 r/min離心10 min，取1 mL上清液等比例加比色液，混勻，黑暗中靜置30 min后測(cè)定530 nm的吸光值，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算菌液中IAA含量(μg/mL)[18]。

1.6 產(chǎn)酸和堿性能的測(cè)定

將純化菌株接種于30 mL無(wú)氮液體培養(yǎng)基(NFM)中[18]，每個(gè)菌株3個(gè)重復(fù)。28 ℃，于150 r/min培養(yǎng)72 h，觀察并記錄培養(yǎng)基顏色的變化，同時(shí)采用雷磁PHS-3c pH計(jì)測(cè)定菌株懸浮液的pH值。培養(yǎng)基顏色變成黃色，表明其為產(chǎn)酸菌株；變?yōu)樗{(lán)色為產(chǎn)堿菌株；不變色為中性菌株。

1.7 溶磷菌對(duì)扁穗雀麥的促生效應(yīng)分析

扁穗雀麥種子去皮用75%的酒精浸種5 min，1%的氯化汞消毒20 min，無(wú)菌水沖洗2～3次，然后播種在4 cm×50 cm的無(wú)菌組配管中，培養(yǎng)基為Hoagland半固體有氮培養(yǎng)液[Ca(NO3)20.945 g，KNO30.506 g，NH4NO30.08 g，Ca3(PO4)20.31 g，AlPO40.31 g，MgSO40.493 g，鐵鹽溶液 2.5 mL，微量元素液 2 mL，pH 6.0，Agar 3.5 g，蒸餾水1000 mL][19]，每管1株苗，溶磷菌的準(zhǔn)備同1.4，處理組接0.5 mL溶磷菌培養(yǎng)液，對(duì)照加入0.5 mL蒸餾水培養(yǎng)液，每個(gè)菌株重復(fù)7次。21 d后用卷尺和直尺測(cè)定扁穗雀麥的株高、根長(zhǎng)并計(jì)算根數(shù)，在105 ℃殺青15 min，65 ℃烘至恒重測(cè)植株生物量(干重)。

1.8 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003和SPSS 16.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 溶磷菌篩選與溶磷能力分析

采集扁穗雀麥土樣并從土壤、根際以及根內(nèi)獲得31株溶解磷酸鈣的分離物，其中在PKO固體培養(yǎng)基上有8株菌株菌落出現(xiàn)了明顯透明圈，編號(hào)依次為：Br1、Br4、Br7、Br8、Br13、Br17、Br20和Br24。通過(guò)比較不同溶磷菌在以磷酸鈣為磷源培養(yǎng)基上生長(zhǎng)3，6，9及12 d時(shí)的菌落直徑(d)和產(chǎn)生透明圈直徑(D)發(fā)現(xiàn)，各溶磷菌株隨培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)，D/d值變化不盡相同。8個(gè)菌株的D/d值都隨培養(yǎng)時(shí)間增加而減小。菌株Br1、Br4、Br7、Br8、Br13和Br24在第3天時(shí)各菌株D/d值達(dá)到最大，分別為1.62，2.23，1.76，3.00，2.42，2.60，隨后逐漸減小。而菌株Br17與Br20的D/d值在培養(yǎng)第9 天時(shí)達(dá)最大，第12 天時(shí)菌株Br20的D/d值趨于穩(wěn)定，菌株Br17的D/d值呈減小趨勢(shì)。以第9天為例，8個(gè)菌株的D/d值在1.35～2.25之間(表1)，菌株菌落直徑(d)在0.35～0.74 cm范圍，大小關(guān)系為Br4>Br13>Br1>Br8=Br24>Br7>Br20>Br17，透明圈(D)在0.75～1.35 cm范圍， 大小關(guān)系為Br8>Br4>Br24>Br13>Br20>Br1>Br7>Br17?？傮w而言，隨著菌株培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，各菌株D/d值均有逐漸減小趨勢(shì)，但降低的速度不一，說(shuō)明各菌株對(duì)磷酸鈣的溶解能力和溶解速度不同。

表1 溶磷菌在PKO無(wú)機(jī)磷培養(yǎng)基上不同天數(shù)的D/d值Table 1 The D/d value of different phosphate-solubilizing bacteria on PKO in different days

D：菌斑直徑The diameter of plaque (cm)；d：菌落直徑 The diameter of colony (cm).

2.2 溶磷菌底物特異性分析

圖1 不同溶磷菌菌株對(duì)磷酸鈣、磷酸鋁溶解量比較Fig.1 The comparison of available phosphorus from different phosphate-solubilizing bacteria to dissolve the calcium phosphate and aluminum phosphate 不同大寫(xiě)字母與小寫(xiě)字母分別表示以磷酸鈣和磷酸鋁為磷源的溶磷能力差異顯著(P<0.05)。Different letters stand for significant difference tests of phosphate-solubilizing abilities at P<0.05 level, capital and lowercase stand for calcium phosphate and aluminium phosphate, respectively.

圖2 不同菌株在PKO培養(yǎng)基[以Ca3(PO4)2為底物]中溶磷量的動(dòng)態(tài)變化Fig.2 The dynamic changes of available phosphorus of different phosphate-solubilizing bacteria on PKO culture medium with calcium phosphate

以不同的磷酸鹽為磷源培養(yǎng)7 d后，定量測(cè)定8個(gè)菌株的解磷活力，發(fā)現(xiàn)各菌株對(duì)不同磷源的溶磷能力差異較大(圖1)。以磷酸鈣為磷源時(shí)，菌株Br17和Br24的溶磷量最高，Br7溶磷量最小，其余5個(gè)菌株的溶磷能力介于兩者之間。以磷酸鋁為磷源時(shí)，僅有3個(gè)菌株表現(xiàn)出溶磷能力，其中溶磷量最大的是菌株Br7，其次為Br1和Br8，其余菌株均沒(méi)有表現(xiàn)出溶磷能力(P<0.05)。以上結(jié)果說(shuō)明，篩選的溶磷菌株易溶解磷酸鈣，而不易溶解磷酸鋁。其中Br7、Br1和Br8 3個(gè)菌株對(duì)底物選擇性較低，能同時(shí)溶解兩種難溶性磷源。以磷酸鈣為磷源時(shí)，Br17和Br24的溶磷能力最強(qiáng)。

2.3 溶磷菌溶磷動(dòng)力學(xué)分析

試驗(yàn)選取6個(gè)菌株(Br1與Br4在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中被雜菌污染剔除，沒(méi)有用于分析)在不同培養(yǎng)時(shí)間對(duì)磷酸鈣培養(yǎng)基中磷的溶解狀況進(jìn)行了動(dòng)態(tài)測(cè)定，不同菌株的解磷能力顯著不同，其中菌株Br7的溶磷量在第9天達(dá)最大值，第12 天開(kāi)始降低；菌株Br8、Br13、Br20的溶磷隨培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)逐漸提高，到第6 天達(dá)到最大值；菌株Br17第6 天達(dá)到最大值，并一直保持穩(wěn)定，而菌株Br24在第3 天時(shí)溶磷量達(dá)最大值其后逐漸下降。與底物篩選實(shí)驗(yàn)類似，當(dāng)以磷酸鈣為底物時(shí)，Br7的早期溶磷速率最快，Br24和Br17的溶磷能力最強(qiáng)(圖2)。

2.4 菌株分泌IAA能力

有研究表明，多數(shù)溶磷微生物具有分泌激素類物質(zhì)的能力，生長(zhǎng)素前體物質(zhì)色氨酸常常用來(lái)加強(qiáng)IAA顯色反應(yīng)。首先，定性檢測(cè)各菌株分泌IAA的能力，在無(wú)色氨酸溶液里，菌株Br13、Br17和Br24的培養(yǎng)液呈深粉紅色，它們可能具有較強(qiáng)分泌IAA能力；Br4呈粉紅色，Br8呈淺粉色；Br1、Br7和Br20顏色沒(méi)有變化。加入色氨酸后，菌株Br4、Br13、Br17和Br24呈深粉紅色，Br8呈粉紅色；菌株Br1、Br7和Br20沒(méi)有顏色反應(yīng)(表2)。

定量測(cè)定結(jié)果表明，不加前體物質(zhì)色氨酸時(shí)，除了Br13，各菌株分泌IAA的能力整體處于較低水平，Br13分泌IAA量最高，為10.39 μg/mL。在添加色氨酸后，不具有分泌IAA能力的Br1、Br7、Br20菌株IAA含量基本沒(méi)有變化，Br13的含量也維持在添加色氨酸之前的水平，Br4、Br8、Br17、Br24菌株的IAA分泌量都有不同程度上升，其中Br17和Br24 IAA分泌量最高，分別為11.53和11.56 μg/mL(表2)。

2.5 溶磷菌株對(duì)培養(yǎng)基pH值的影響

采用顯色反應(yīng)對(duì)扁穗雀麥根際分離的8個(gè)溶磷菌株、空白對(duì)照(無(wú)菌水)以及生長(zhǎng)地的土壤pH值進(jìn)行定性以及培養(yǎng)3 d后定量測(cè)定。采樣地區(qū)土壤浸出液pH為5.97，為弱酸性土壤。接種無(wú)菌水的培養(yǎng)液(對(duì)照)顏色沒(méi)有變化，其pH值為6.82，而不同的菌株培養(yǎng)液顏色均由草綠色變?yōu)榱它S色，其培養(yǎng)液pH值在3.37～5.63之間(表3)。

2.6 溶磷菌對(duì)扁穗雀麥的促生效果分析

對(duì)篩選的溶磷菌株進(jìn)行模擬接種試驗(yàn)，對(duì)篩選的8個(gè)菌株(Br1與Br4因接種污染沒(méi)有分析)接種到扁穗雀麥幼苗，培養(yǎng)21 d后，分析主根長(zhǎng)、根數(shù)、幼苗株高以及生物產(chǎn)量4個(gè)性狀。與對(duì)照相比，接種Br8、Br13、Br17以及Br24菌株的材料主根顯著比對(duì)照短(P<0.05)，而接種Br7與Br20的主根與對(duì)照相當(dāng)(P>0.05，圖3A)。接種Br8、Br13、Br17以及Br24材料的根數(shù)顯著比對(duì)照多(P<0.05)，而接種Br7與Br20的根數(shù)與對(duì)照沒(méi)有顯著差異(P>0.05，圖3B)。

株高是植物的形態(tài)指標(biāo)，是產(chǎn)量的主要決定性狀之一。在接種實(shí)驗(yàn)中，除接種菌株Br20的扁穗雀麥苗期株高較對(duì)照低16.16%外，接種其他菌株的扁穗雀麥苗期株高比對(duì)照增加11.30%～52.02%。其中接種菌株Br24處理的扁穗雀麥苗期株高促生效果最好，比對(duì)照提高52.02%(P<0.05)；其中接種菌株Br7、Br8和Br13的菌株也顯著高于對(duì)照(P<0.05)，Br17與對(duì)照差異不顯著(P>0.05，圖3C)。

接種各菌株處理對(duì)扁穗雀麥單株植株生物量的影響較大，其中接種菌株Br24與Br7的扁穗雀麥單株植株生物量分別較對(duì)照提高了75.97%和61.84%(P<0.05)。接種菌株Br8、Br13的扁穗雀麥單株植株生物量也較對(duì)照提高38.9%與25.4%(P<0.05)。與株高的結(jié)果類似，接種菌株Br20的生物產(chǎn)量與對(duì)照差異不顯著。綜合分析主根長(zhǎng)、根數(shù)、株高及植株生物量的結(jié)果，菌株Br24的促生效果最好，有較好的應(yīng)用潛力。

3 討論

溶解土壤中的磷酸鹽是溶磷微生物一個(gè)重要的功能，能顯著提高植物對(duì)磷元素的利用效率。此外，其具有分泌IAA和促生功能，對(duì)農(nóng)作物以及其他經(jīng)濟(jì)作物等產(chǎn)量的提高及其土壤生態(tài)恢復(fù)有重要意義。溶磷能力受菌種和底物差異多種因素的影響，鐘傳青等[20-21]研究了溶磷細(xì)菌對(duì)不同產(chǎn)地磷礦粉的溶解能力，發(fā)現(xiàn)不同溶磷菌株對(duì)底物具有專一性。通過(guò)比較細(xì)菌、霉菌、酵母菌對(duì)不同難溶磷酸鹽和磷礦粉等的溶解效果發(fā)現(xiàn)不同微生物對(duì)不同磷源的親和溶解能力不同，這種現(xiàn)象可能是由于微生物對(duì)不同化學(xué)結(jié)構(gòu)含磷物質(zhì)的親和能力不同，或由于菌株對(duì)不同磷源物質(zhì)的溶解機(jī)制不同造成的[22]。本研究篩選的溶磷菌對(duì)以磷酸鈣和磷酸鋁兩種不同的磷源的溶解能力具有顯著不同。

表2 菌株分泌IAA的性能 Table 2 The concentration of IAA secrete from phosphate-solubilizing bacteria

“+++”表示深粉紅;“++”表示粉紅;“+”表示淺粉紅及“-”表示無(wú)顏色變化。不同字母表示不同菌株間差異顯著(P<0.05)。

“+++”deep pink; “++”pink;“+”light pink and “-”no color. Different letters stand for significant difference between strains atP<0.05 level.

表3 溶磷菌對(duì)培養(yǎng)基pH值的影響Table 3 The phosphate-solubilizing strains affect pH value of the medium

圖3 不同溶磷菌對(duì)扁穗雀麥根長(zhǎng)(A)、根數(shù)(B)、株高(C)以及植株生物量(D)的影響Fig.3 Different PSB strains affect the root length (A), root number (B), plant height (C) and biomass yield (D) of B. cartharticus *表示差異顯著水平為P<0.05，n=7。* stands for a significant difference at P<0.05 level. n=7.

謝達(dá)平等[23]和徐幼平等[24]的研究發(fā)現(xiàn)植物根際產(chǎn)生植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)的微生物群落數(shù)量很大，從不同植物根際中分離出來(lái)的微生物大約有88.6%，58.0%和90.0%分別可以分泌生長(zhǎng)激素(IAA)、赤霉素(GA)或激動(dòng)素類物質(zhì)，這些物質(zhì)在根毛區(qū)很容易被吸收利用。姚拓[25]從禾本科植物根際分離的聯(lián)合固氮菌株大多數(shù)具有分泌IAA能力，從而促進(jìn)植物根系的生長(zhǎng)。本研究發(fā)現(xiàn)部分扁穗雀麥根際溶磷菌具有與禾本科植物聯(lián)合固氮菌相同的分泌IAA的能力，并且添加色氨酸的菌株分泌IAA量大于不加色氨酸的濃度，在自然界中，色氨酸(生長(zhǎng)素的前體)能由植物根分泌，也可由微生物的代謝產(chǎn)物或微生物自溶而得，大多數(shù)溶磷菌都能促進(jìn)合成生長(zhǎng)激素[20]。在制作微生物肥料進(jìn)行生產(chǎn)應(yīng)用時(shí)，應(yīng)篩選更廉價(jià)的原材料以減低生產(chǎn)成本。

許多研究結(jié)果表明，溶磷菌能夠分泌甲酸、乳酸、葡萄糖酸、檸檬酸、丙酸、丁二酸等多種有機(jī)酸[22,26-27]，其溶磷機(jī)理之一是菌體生長(zhǎng)過(guò)程中分泌有機(jī)酸，這些酸既能降低pH值，又可與鐵、鋁、鈣等離子螯合，從而使難溶磷轉(zhuǎn)化為有效磷。培養(yǎng)液酸堿度的變化與溶磷能力之間存在顯著相關(guān)性[28-29]；但也有研究表明溶磷量隨pH下降而增加，溶磷量與所分泌的有機(jī)酸量之間不存在顯著相關(guān)性[30]。本研究篩選的溶磷菌培養(yǎng)3 d后顯著降低培養(yǎng)基pH值，并且溶磷能力最強(qiáng)的Br24與Br17的pH值最低(圖1，表3)，但pH值下降是否由于有機(jī)酸的分泌還有待于進(jìn)一步研究。

接種有益菌于作物根際可以起到調(diào)節(jié)生態(tài)平衡的作用，促進(jìn)有益菌群對(duì)作物生長(zhǎng)功能的發(fā)揮(包括促生、防病、解磷等作用)。郜春花等[31]利用解磷菌株B2和B67研制的菌劑對(duì)盆栽玉米(Zeamays)、青菜(Brassicachinensisvar.chinensis)以及小麥(Triticumaestivum)等都有不同程度的促生作用。在本研究中，菌株Br8、Br13、Br17和Br24改變了扁穗雀麥根系發(fā)育，其可能是由于高濃度的IAA抑制了其主根伸長(zhǎng)，促進(jìn)了側(cè)根發(fā)生，抑制有明顯的促生作用，而B(niǎo)r7與Br20的生長(zhǎng)素濃度及根系發(fā)育與對(duì)照沒(méi)有顯著差別(表2，圖3)。對(duì)株高與植株生物產(chǎn)量分析發(fā)現(xiàn)，除了Br17外，在生長(zhǎng)素和根系中表現(xiàn)促進(jìn)的菌株均對(duì)株高與生物產(chǎn)量表現(xiàn)為促進(jìn)作用，但在生長(zhǎng)素與根系發(fā)育中表現(xiàn)為陰性的Br7也顯著促進(jìn)了扁穗雀麥的生長(zhǎng)，因此在土壤微生物中可能還存在某種未知的機(jī)制促進(jìn)植物與土壤微生物之間的互作。

4 結(jié)論

從貴州喀斯特地區(qū)禾本科牧草扁穗雀麥根際篩選8株溶磷菌微生物，對(duì)磷酸鈣都具有較好的溶解能力，其中Br7、Br1和Br8能夠溶解2種不同難溶性磷酸鹽。

以磷酸鈣為底物時(shí)，Br24與Br17的溶磷能力最強(qiáng)，可能與菌株的產(chǎn)酸能力顯著相關(guān)。

Br8、Br13、Br17和Br24主要通過(guò)分泌生長(zhǎng)素影響根系發(fā)育，但植株生物產(chǎn)量與菌株分泌生長(zhǎng)素特性不存在必然聯(lián)系(Br17分泌生長(zhǎng)素，但生物產(chǎn)量沒(méi)有增加)，因此不同溶磷菌可能存在多種促生機(jī)制促進(jìn)植物生長(zhǎng)。

綜合溶磷量、產(chǎn)酸以及對(duì)扁穗雀麥的促生效果，Br24是最具有應(yīng)用潛力的溶磷菌株。

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Isolation and screening of inorganic phosphate-solubilizing bacteria and their effect on the growth ofBromuscartharticus

SHU Jian-Hong1, WANG Pu-Chang1, LI Xian-Gang2, WANG Xiao-Li1, LI Xiao-Dong1*

1.GuizhouInstituteofPrataculture,Guiyang550006,China; 2.QiannanForageStation,Duyun558000,China

We screened rhizosphere microorganisms of bromegrass (Bromuscartharticus) and isolated bacteria with phosphate-solubilization activity. The isolated bacteria were further analyzed to quantify their phosphorus-solubilization activity, indole acetic acid (IAA) secretion capacity, and their ability to promote the growth of bromegrass. The isolated microorganisms showed differences in their ability to utilize different inorganic phosphate substrates. All the selected strains had phosphate solubilization activity with calcium phosphate as the phosphorus source, whereas only strains Br1, Br7 and Br8 were able to solubilize phosphate with aluminum phosphate as the phosphorus source. Strain Br7 had the strongest phosphate-solubilization ability. Strains Br4, Br8, Br17, and Br24 secreted relatively large amounts of IAA, and IAA secretion was enhanced when exogenous tryptophan (an IAA precursor) was added. Analyses of the medium pH indicated that all eight isolated strains were acid-producing bacteria. The root length, root number, plant height, and total biomass of bromegrass inoculated with these isolated strains were measured. Strains Br8, Br13, Br17, and Br24 strongly affected root growth, resulting in a shorter main root but more abundant roots. Strains Br7, Br8, Br13, and Br24 increased bromegrass plant height and biomass. These results indicate that strain Br24 has great potential to improve the growth of bromegrass in Guizhou province.

phosphate solubilization bacteria; phosphate solubilization ability; IAA; bromegrass

10.11686/cyxb2016215

http://cyxb.lzu.edu.cn

2016-05-23；改回日期：2016-06-07

貴州省科技支撐計(jì)劃(黔科合支撐[2016]2504號(hào))，貴州省社會(huì)發(fā)展攻關(guān)(黔科合NY字[2011]3104號(hào)),農(nóng)業(yè)科學(xué)院自主創(chuàng)新科研專項(xiàng)(黔農(nóng)科院自主創(chuàng)新科研專項(xiàng)字[2014]010號(hào))和貴州省農(nóng)業(yè)科技攻關(guān)(黔科合NY字[2010]3045號(hào))資助。

舒健虹(1972-)，女，湖南長(zhǎng)沙人，助理研究員。 E-mail: gzsjhong@126.com*通信作者Corresponding author. E-mail: lixiaodongzl@163.com

舒健虹, 王普昶, 李顯剛, 王小利, 李小冬. 無(wú)機(jī)磷溶解菌的分離篩選及其對(duì)扁穗雀麥生長(zhǎng)的影響. 草業(yè)學(xué)報(bào), 2017, 26(5): 173-180.

SHU Jian-Hong, WANG Pu-Chang, LI Xian-Gang, WANG Xiao-Li, LI Xiao-Dong. Isolation and screening of inorganic phosphate-solubilizing bacteria and their effect on the growth ofBromuscartharticus. Acta Prataculturae Sinica, 2017, 26(5): 173-180.