四种不同生态系统的土壤解磷细菌数量及种群分布

通过分析农田、林地、草地和菜地土壤有机磷细菌和无机磷细菌的数量及种群结构，发现有机磷细菌数量比无机磷细菌多；有机磷细菌主要是芽孢杆菌属，其次是假单胞菌属；而无机磷细菌主要是假单胞菌属。菜地土壤解磷细菌的数量和种类最多。不同的细菌解磷能力差异很大，其解磷能力与培养介质的ｐＨ值有一定的关系；许多菌株在进一步的纯化过程中失去了解磷能力。     

石灰性土壤中高效解磷细菌菌株的分离、筛选及组合

对石灰性土壤样品进行了解磷细菌的分离和筛选,得到具有明显溶磷圈的解磷细菌71株.分析了菌株分泌磷酸酶、释放速效磷及pH降低等综合因素和特征,研究了菌株生长动态.最后筛选出解磷能力较强且无拮抗反应的6株解磷细菌,并将其组合成为解磷细菌菌群.图8表2参17     

一株高效解磷细菌的筛选及其在红壤性水稻土中的施用效果

解磷菌能使土壤中被活性铁、铝等吸附固定的难溶性或不溶性的非有效态磷转化为易于被植物吸收利用的有效态磷,从而大大提高磷肥的利用率.通过对江西鹰潭红壤分离筛选,获得一株性状稳定的高效解磷细菌T4.经鉴定,菌株T4为伯克霍尔德菌属(Burkholderia sp.);T4溶解AlPO4、磷矿粉的能力均比较高,分别为334.2 mg L-1、193.1mg L-1;研究了各种理化因子对T4解磷能力的影响,确定了T4的最佳培养条件为乳糖15 g L-1,KNO3 1.0 g L-1,pH为7.0,温度为30℃,在该条件下T4溶解AlPO4的量为806.3 mg L-1.在江西鹰潭红壤性水稻土的施用试验表明,将菌株T4制成微生物菌剂施用于水稻田可起到减施化肥的作用.图6表2参28     

解磷接种物对垃圾堆肥中难溶性磷酸盐的转化及在农业上的应用

为了提高城市垃圾堆肥的速效磷含量，对供试的７种垃圾堆肥的解磷强度及解磷微生物进行了分析，并以分离富集的解磷微生物制成解磷菌剂进行了青菜盆栽及大田小区对比试验。结果表明：供试垃圾的解磷强度一般为１１７００～１６１００ｍｇ／ｋｇ；每ｇ垃圾堆肥含３．５～８．６亿个解磷微生物。出现的解磷能力强的微生物有芽孢杆菌属（Ｂａｃｉｌｌｕｓｓｐｐ．）、假单胞菌属（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓｓｐｐ．）、节杆菌属（Ａｒｔｈｒｏｂａｃｔｅｒｓｐｐ．）、黄杆菌属（Ｆｌａｖｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｓｐｐ．）、产碱菌属（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓｓｐｐ．）和赛氏杆菌属（Ｓｅｒｒａｔｉａｓｐｐ．）等。它们可分别使昆阳磷矿粉和／或摩洛哥磷矿粉释放２８４００～４６６００ｍｇ／ｋｇ和２９１００～３６９００ｍｇ／ｋｇ可溶性磷，利用解磷接种物可使垃圾堆肥提高２３～２５ｍｇ／ｋｇ速效磷，在往堆肥中添加植物物质和磷矿粉的情况下效果更好。将拌有解磷菌剂的垃圾堆肥在红壤荒地上施用，对青菜有良好的增产效果。     

一株高效解磷细菌的紫外诱变选育及其在红壤稻田施用效果

红壤对磷有强大吸附固定力,磷肥易被土壤中活性铁、铝固定而使有效态磷转化为各种形态的非有效磷,从而大大降低磷肥的利用率。解磷菌能使土壤中难溶性或不溶性的磷转化为易于被植物吸收利用的磷。通过对江西鹰潭红壤分离筛选并经过紫外诱变获得一株性状稳定的高效解磷细菌Y8。经鉴定,菌株Y8为蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）。通过与生产中应用的徐州华龙高效复合菌肥厂的解磷细菌X3相比,菌株Y8降解有机磷、溶解Ca3（PO4）2的能力均比较高,分别为155.3mg·L^-1和240.1mg·L^-1。研究各种理化因子对菌株Y8解磷能力的影响,确定了菌株Y8的最佳培养条件为葡萄糖20g·L^-1、NH4（SO4）21.5g·L^-1、pH7.0、温度为35℃,在该条件下菌株Y8溶解Ca3（PO4）2的量为295.6mg·L^-1。在江西鹰潭红壤稻田的施用试验表明,将菌株Y8制成微生物菌剂施用于水稻田可起到减施化肥的作用。     

大熊猫肠道产果胶酶细菌的多样性及产酶特性

为探究大熊猫肠道微生物与消化的相互关系,利用果胶筛选培养基,从大熊猫新鲜粪便中分离具有产果胶酶活性的细菌,对获得的菌株采用生理生化特征和16S r DNA进行鉴定分类,探讨产果胶酶细菌多样性,并研究菌株的最适生长特性及产酶特性.共分离得到产果胶酶的细菌31株,属于志贺菌属(Shigella)、埃希氏菌属(Escherichia)、克雷伯氏菌属(Klebsilla)3个属,其中最高酶活为334.44 U/m L,最低酶活为15.6 U/m L.PF-4菌株具有最高的酶活,鉴定为肺炎克雷伯氏菌,生长温度范围为16-45℃,生长p H范围是5-8,最适产酶时间为24 h,最适产酶温度为37℃,最适产酶p H为6.结果为研究大熊猫消化系统中微生物果胶酶的来源及性质提供了参考.     

玉米根际无机磷溶解菌的筛选与促生特性

从玉米根际土中筛选对无机磷具有高效溶解作用和促生功能的菌株,以向微生物肥料的开发提供菌株资源.采用溶磷圈法从玉米根际土中筛选溶磷菌株,采用钼锑抗比色法进一步测定菌株的溶磷能力.通过对菌株产吲哚-3-乙酸(IAA)、产铁载体、固氮、产几丁质酶能力及抗菌活性进行检测,综合评价溶磷菌的促生能力,并通过盆栽实验探索单一菌株及复合菌系对玉米促生的潜能.共筛选获得34株溶磷菌,其溶磷量为33.74-273.44 mg/L;34株菌中有10株菌(29.41%)同时具有3种及以上的促生功能,菌株PSM16、PSM27、PSM30同时具有4种促生功能;18株菌(52.94%)对不同供试病原菌表现出不同程度的抗性,菌株PSM12、PSM22、PSM25、PSM27、PSM34对5种目标病原菌同时具有抑菌作用;盆栽结果显示在土壤有效磷缺乏的条件下,经菌株PSM01、PSM12、PSM16及复合菌系处理后的玉米植株的株高、物质量、根系发达程度均显著提高(P 0.05),促生效果显著,且能提高土壤有效磷含量,复合菌系的效果更优. 16S rRNA基因测序结果显示,PSM01、PSM12、PSM16分别属于Bacillus aryabhattai、Paenibacillus silvae、Pseudomonas moorei.本研究为溶磷菌剂的开发提供了菌种资源,所构建的复合菌系具有较好的应用前景.(图4表4参43)     

钒钛磁铁矿尾矿土壤解钾细菌的多样性及镉对其解钾能力的影响

解钾菌能分解钾长石、磷灰石等不溶硅铝酸盐无机矿物,使土壤难溶性钾转化为可溶性养分,促进作物生长发育,而钒钛磁铁矿尾矿土壤中解钾细菌的多样性及重金属镉对细菌解钾能力是否有影响尚不清楚.从攀枝花钒钛磁铁尾矿土壤中分离纯化细菌资源,通过对细菌解钾能力的定性筛选和定量测定获得高效解钾细菌,利用16S rRNA基因相似性与系统发育分析明确解钾细菌的进化地位,研究不同浓度镉胁迫下高效解钾细菌解钾效率的变化规律,揭示镉对细菌解钾能力的影响.结果显示,通过钾长石粉筛选培养基点接细菌,从136株钒钛磁铁尾矿土壤细菌中筛选出7株解钾细菌,包括根瘤菌(Rhizobium)3株、芽孢杆菌(Bacillus)2株、苍白杆菌(Ochrobactrum)1株、产碱杆菌(Advenella)1株,其在钾长石粉液体培养基中的解钾量为18.63-31.32 mg/L.其中,产碱杆菌KT106解钾能力最强,在培养第6天时解钾量最大;KT106对镉表现出一定的耐受性,其在不同浓度的镉胁迫下解钾效率降低.本研究表明,攀枝花钒钛磁铁尾矿土中仅有5%细菌具有解钾能力,较高浓度的重金属镉对细菌解钾能力有抑制作用,结果可为解钾促生细菌强化植物修复重金属污染土壤提供科学支撑.     

从油田分离的两株嗜热产孢子硫酸盐还原菌系统进化分析

为了寻找极端微生物资源,将来自油田环境的微生物作为研究对象,分离得到两株硫酸盐还原菌.菌株CW02来自于油田联合污水处理站里的地面污水,兼性厌氧,能在pH为2.8的酸性培养基中生长,耐受最高矿化度为30.0g/L,最高生长温度为48℃,可利用苯环化合物为唯一碳源生长.菌株CW03取自于4000多米深原油井的原油分离水中,严格厌氧,不耐酸,能够在68℃的温度下生长,可利用较短碳链的有机化合物.两株菌都是直或弯的杆状,革兰氏阳性,有极生鞭毛,产孢子.通过16SrDNA测序以及在线的Blast系列比对分析:两株菌均属于细菌界(Bacteria),厚壁菌门(Firmicutes),梭菌纲(Clostridia),梭菌目(Clostridiales),蛋白胨链球菌科Peptococcaceae,脱硫肠状菌属(Desulfotomaculum),与该属中的种Desulfotomaculumnigrificans和Desulfotomaculumaeronauticumd相似性达到98%.但是通过多重序列比对构建进化树的方法分析发现,菌株CW03属于古细菌界,与古细菌界的古生球菌属进化距离较近.图5表2参32     

内蒙古西部入黄河沙漠颗粒物磷形态研究

用改进的Ruttenberg分析方法对不同粒径黄河上游主要入河沙漠颗粒物磷的形态分布特征进行了研究.乌兰布和沙漠和库布齐沙漠颗粒物中磷以自生钙磷为主,其次是碎屑磷.黑风口沙样中总磷含量较高,磷也以自生钙磷为主,其次是有机磷.计算了沙漠颗粒物中生物可利用磷的含量.乌兰布和沙漠每年向黄河输送约1.1万吨总磷,其中可交换磷为492t.库布齐沙漠每年向黄河输送约9200t总磷,其中可交换磷约为688L     

耐盐菌Pseudomonas brassicacearum YZX4的筛选、鉴定及其植物促生特性

植物根际促生菌(PGPR)具有促进植物生长的作用.从盐碱地植物根际土壤中分离筛选耐盐菌,测定其在盐胁迫下的1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶活性、吲哚乙酸(IAA)合成能力、嗜铁素合成能力、无机磷溶解能力,以及在Ashby无氮培养基上的生长情况;并对同时具有以上促生功能的耐盐菌进行不同盐浓度下的促生功能测定、小黄白(白菜Brassica pekinensis的一个品种)种子萌发促生实验和菌株鉴定.结果显示,在筛选得到的15株耐盐菌中,菌株YZX4在10 g/L NaCl浓度下同时具有多种促生特性.在不同盐浓度下促生功能测定实验中,当盐浓度为10 g/L时,菌株的ACC脱氨酶活性(以α-KA/Pr计)、IAA合成量和嗜铁素相对含量最高,分别为11.07(±1.89)μmol mg~(-1)h~(-1)、36.42 (±1.81) mg/L和0.61 (±0.15),且随着盐浓度的增加而降低;在20 g/L盐浓度下,该菌株的固氮量、有机磷溶解量和无机磷溶解量最高,分别为4.79 (±1.61) mg/L、1.68±(0.04) mg/L和23.77 (±1.30) mg/L.在小黄白种子萌发促生实验中,当盐浓度为5.84 g/L时,YZX4的菌液(105 CFU/mL)对小黄白的种子萌发率、幼苗根、茎长和平均鲜重分别提高了7.19%、17.33%、23.85%和22.69%.根据形态特征、生理生化鉴定结果和16S rDNA序列分析,初步确定菌株YZX4为油菜假单胞菌(Pseudowonas brassicacearum).上述研究结果表明在盐胁迫下同时具备多种促生特性的菌株YZX4可作为盐碱地改良微生物菌剂的优良菌源.(图6表4参37)     

骆驼刺根际细菌的植物促生能力

采用纯培养方法使用5种培养基分析沙漠干旱植物骆驼刺的根际可培养细菌群落,并用盆钵试验验证这些菌株的植物促生能力.共从骆驼刺根际土中分离纯化了120株细菌,根据16S rRNA基因序列划分成32个16S r RNA基因型,分布在Actinobacteria、Firmicutes、Proteobacteria和Bacteroidetes等4个门的17个属内.其中,Actinobacteria占全部分离菌株的77.3%,是骆驼刺根际的优势微生物;该门的Streptomyces和Arthrobacter两个属是分离菌株最多的属.从16个型(55株)的细菌中检测到了固氮酶nif H基因,占全部分离菌株的45.8%、全部型的50%.盆钵试验中,菌株Microbacterium sp.WLJ053、Streptomyces sp.WLJ079、Paenibacillus sp.WLJ097、Sphingomonas sp.WLJ118和Chryseobacterium sp.WLJ119能显著提高玉米的株高、鲜重和干重,具有植株促生能力.使用营养丰富的LB和WS培养基获得的微生物种类和特有微生物数量都更多,含nif H基因和具有植物促生能力的菌株比例更高.本研究说明沙漠植物根际蕴含了大量微生物种质资源,具有较好的开发前景.     

海南东寨港红树林聚磷菌的筛选及其特性

海南东寨港红树林自然保护区生态环境与聚磷菌的聚磷过程好氧-厌氧交替环境高度一致.为获得高效聚磷菌,本研究随机采集该区域134份淤泥样品,通过BCIP蓝白斑筛选法、异染颗粒和PHB颗粒染色以及测定聚磷能力相结合的方法进行筛选.总共获得185株初筛菌株,其中42株菌的聚磷能力达20%以上,最高可达69.5%,有效聚磷菌株分离率为22.7%.利用Biolog微生物鉴定系统和16S r RNA基因序列分析鉴定菌株,发现所筛聚磷菌多为不动杆菌属(Acinetobacter),也有芽孢杆菌属(Bacillus)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)和假单孢菌属(Pseudomonas),并且表现出一定的差异性.本研究表明东寨港红树林具有丰富的聚磷微生物资源,可为修复磷富营养化水体恢复生态平衡提供有效的候选菌种.(图3表3参28)     

Characteristics of bacterial community in Poyang Lake sandy land under different vegetation restoration conditions北大核心CSCD

为掌握不同植被恢复措施下鄱阳湖沙地土壤细菌群落变化特征,以湿地松、香根草、单叶蔓荆、狗牙根等植物恢复措施的沙地土壤为研究对象,采用高通量测序技术,分析植物恢复前后细菌群落变化.结果显示,相较对照组,土壤细菌多样性均有提升,在门水平上,绿弯菌门丰度大幅降低,而变形菌门、放线菌门和厚壁菌门丰度增加.在属水平上,副伯克霍尔德氏菌属、慢生根瘤菌属、芽孢杆菌属、分枝杆菌属等丰度提升,而假单胞菌属丰度大幅下降.植被恢复后,不同植被固氮功能细菌丰度提升,而香根草、狗牙根土壤磷细菌丰度下降,湿地松土壤固氮、解磷功能优势细菌提升幅度为76.11%、51.12%,单叶蔓荆为65.04%、23.17%.土壤容重、有机质、全磷、有效氮是影响功能细菌变化的重要因素,其中有效氮与芽孢杆菌属、分枝杆菌属呈显著水平以上相关性.本研究表明鄱阳湖沙地植被恢复措施提升了固氮细菌的丰富度,但不同植被土壤解磷细菌群落变化差异大;研究结果可为沙地治理提供科学依据.(图6表3参34)     

一株耐受糠醛的纤维素降解菌Bacillus siamensis BREC-11的分离与鉴定

糠醛是木质纤维素转化过程中产生的有毒的代谢抑制物,能阻碍菌株正常发酵,增加发酵成本.为提高发酵菌株耐受糠醛的能力,促进对木质纤维素的高效转化,以糠醛为耐受物添加到培养基中,竹虫幼虫肠道作为分离源,经刚果红染色法初步筛选,分离到一株可耐受糠醛的纤维素降解菌株BREC-11;通过形态学观察、生理生化分析、细胞化学分析、16S rDNA序列比对等多相分类学方法鉴定;进一步进行了不同浓度糠醛耐受试验研究,并测定菌株的滤纸酶活(FPA)、CMC酶活、纤维二糖酶活(β-G).确定菌株BREC-11属于芽孢杆菌属的一个种,将其定名为Bacillussiamensis BREC-11.菌株BREC-11在含3.5 g/L糠醛的培养基中可以生长;在3.5 g/L糠醛的耐受浓度下,在30℃、150 r/min培养2 d后,滤纸酶活达到0.1 U/m L,CMC酶活达到0.21 U/m L,纤维二糖酶活达到0.07 U/m L.本研究表明BREC-11是一株耐受糠醛的纤维素降解菌株,在生物炼制过程中具有一定的应用潜力.     

九层塔内生细菌系统发育分析及生物学功能

九层塔(Ocimum basilicum L.)为一年生唇形科药食两用植物.为研究野生九层塔植株内生细菌的多样性及生物学功能,采用LB、VM、DN和CCM4种培养基从植物不同部位中分离纯化内生细菌,利用IS-PCR插入序列指纹图谱技术进行聚类分析,通过16S rRNA基因测序分析对内生细菌进行分子鉴定及系统发育分析,进一步采用传统方法鉴定各类群代表菌株的生物学功能,并选取功能性较强的菌株进行水稻种子萌发及盆栽促生试验.结果显示,从九层塔中分离获得48株内生细菌,聚为13个类群,表现出九层塔内生菌的多样性;生物学功能测定显示所获得内生菌功能丰富:9株具有固氮功能,8株具溶磷功能,10株具有解钾能力,12株具有分泌生长素的能力,7株具有分泌铁载体功能;筛选出2个促生功能优良的菌株,分别为H1041和H4039,其发酵液能显著地促进水稻种子萌发和水稻生长.本研究表明从野生植物九层塔中分离所得的内生菌具有种群多样性和功能多样性,这些兼具不同功能的菌株具有农业应用开发的价值和意义.(图6表3参62)     

混合耐冷菌群的筛选、鉴定及其对生活污水净化的效能

以崇礼污水处理厂SBR反应池活性污泥和黑山湾湿地底泥为菌源,分离筛选出7株在10℃培养条件下生长性能良好的耐冷菌株,以生活污水为处理对象,分别测定单株菌对有机物、NH+4-N和NO-3-N的去除能力.结果表明,分离筛选出从属于假单胞菌属3株;从属于黄杆菌属2株;从属于耶尔森菌属和不动杆菌属各1株.在7株耐冷菌中,NL-1对COD的去除率为47%,NL-2对NH+4-N去除率为73%,NL-4对NO-3-N去除率达到91%.     

混合菌对石油的降解

从含油污水中分离得到4株能高效降解石油的微生物菌株(X2、X3、X4、X5),经鉴定,4株菌分别属于黄单胞菌属(Xanthomonas sp.)、动胶菌属(Zoogloea sp.)、芽孢杆菌属(Bacillus sp.)和邻单胞菌属(Plesiomonas sp.).通过观察4株菌在原油培养基中的生长变化过程,确定了其中的优势菌;并对4株菌进行复配实验以确定各株菌混合后的石油降解效果;用正交实验法确定达到最佳石油降解效果各菌的投加量;通过对残油的Gc-MS测定分析,确定各菌在降解石油时所起的作用.结果表明,混合菌株中菌X4为优势菌,且有高的降解效果(达68,60％),其它3株降解率不高的菌混合投加也能达到较高的降解效果(达63.17％),菌X4是混合菌株维持高降解率的关键;达到最佳降解效果的各菌投加量分别为0.1％、0.1％、0.5％、2.0％;菌X2和菌X3降解C12-C16直链烃和少量支链烃,菌X4和菌X5对C12-C22直链烃有好的降解效果.图2表4参10     

一株Ⅱ型甲烷氧化菌的筛选及培养条件

甲烷氧化菌能够以甲烷作为唯一碳源和能源物质生存.在甲烷氧化、氯代烃类污染物降解、相关化学品生产等方面具有重要的潜力.利用甲烷作为唯一碳源物质筛选分离得到一株甲烷氧化菌,并对其进行初步鉴定.在此基础上,利用单因子实验和Plackett_Burman实验等方法对获得菌株的培养条件:包括培养基条件(无机氮源种类和浓度、影响显著的金属离子及其浓度、p H值)以及培养温度进行优化.结果表明:经过16S r DNA鉴定,获得菌株与Methylocystis sp.SC2、Methylocystis hiersuta strain SV97等菌株的相似性达到99%,所以确定该菌株属于Methylocystis菌属(Ⅱ型甲烷氧化菌,甲基孢囊菌属),将本菌株命名为Methylocystis sp.M16.以1.0 g/L NH4NO3作氮源,1.0μmol/L铜离子,p H 7.00,温度30℃的条件下,甲烷去除率和菌体生物量最大.在各个因素的最优条件下,Methylocystis sp.M16菌液吸光值(A600 nm)均在0.5以上,甲烷去除率在95%以上.本研究分离得到一株Ⅱ型甲烷氧化菌Methylocystis sp.M16,并获得优化的培养基和培养条件,有望为M16菌应用提供理论参考.     

耐盐植物根际促生菌筛选及促生效应研究

开展盐渍化土壤中耐盐植物根际促生菌研究,有助于利用根际促生菌改良盐碱土壤。以前期分离自宁夏银北盐碱区耐盐植物根际土壤的110株细菌为材料,测定了菌株解磷、产IAA、产ACC脱氨酶和铁载体等促生特性,通过高活性菌株的交互作用,筛选出11个互不拮抗的菌株进行了菌种鉴定和复合菌群的构建,并验证了高效菌群C3和C8对植物幼苗的促生效果。结果表明:不同菌株的促生能力差别较大,其中23株细菌能够溶解无机磷,解磷量在2.90—70.92 mg·L~(-1)之间;6株能够产生ACC脱氨酶,酶活性最高为1.56μmol·mg~(-1)·h~(-1);46株菌具有产IAA的能力,IAA产量在1.33—34.74 mg·L~(-1)之间;24株菌能够产生铁载体。筛选出的11个高活性菌株分别隶属于芽孢杆菌属、假单胞菌属和鞘氨醇杆菌属,每4个菌株为组合共构建出9组复合菌群,其中C8组合ACC脱氨酶活性最高,达到3.67μmol·mg~(-1)·h~(-1);其次是C3组合,为2.77μmol·mg~(-1)·h~(-1);产生的IAA和解磷量分别在4.62—13.30 mg·L~(-1)和3.52—56.96 mg·L~(-1)之间,均为C3组合最高;产铁载体能力表现为C1—C4组合较强。盆栽实验表明,接种复合菌群C3和C8能明显促进苜蓿和柳枝稷幼苗生物量的增长。C3的促生效果尤为显著,与对照相比,使苜蓿和柳枝稷幼苗的株高分别增长54.93%和50.96%,地上鲜质量/干质量分别增加113.8%/119.6%和124.6%/82.08%,具备开发为微生物菌剂的潜能。