解磷菌的分离纯化 综述

解磷菌的分离纯化与鉴定

谢冬东

（大理学院农学与生物科学学院 2010级生物科学班，云南大理 671003）

摘要：解磷菌在土壤中的解磷作用越来越受到农业生产中占据重要地位，本文将对解磷菌

的研究现状、解磷机理、研究方法做一个简述，以及采用平板涂布法分析解磷菌对难溶性磷的分解能力进行测定和对菌种进行鉴定的认识。

关键词：解磷菌；解磷作用；解磷机理；分离纯化；鉴定

磷是植物生长发育不可缺少的大量营养元素之一,是植物的重要组成成分,同时又以多种方式参与植物体内各种生理生化过程,对促进植物的生长发育和新陈代谢起着重要的作用（1）。土壤含有丰富的磷素,既有无机态磷,也有有机态磷,一般是以无机态磷为主（2）。土壤磷素循环是以微生物活动为中心的。微生物的活动对土壤磷的转化和有效性影响很大。国内外大量的研究证明土壤中存在许多微生物，能够将植物难以吸收利用的磷转化为可吸收利用的形态，具有这种能力的微生物叫做解磷菌或溶磷菌（phosphate-solubilizing microorganisms，PSM）。大量研究表明,某些微生物具有很强的解磷功能,通过其分泌物或吸收作用把土壤中无效态磷转化成有效态磷，采用微生物的解磷作用能够将难溶性的磷酸盐转化为水溶性磷,有效地增加土壤活性磷的含量,从而供植物吸收利用。因此,对解磷微生物的分离纯化,在生产含有解磷功能的微生物有机肥料对解决植物磷素供应问题是一条很好的途径（3) 。

1 解磷菌的研究现状

不同的微生物解磷能力有较大的差异。尹瑞龄从土壤中分离出了265 株细菌并测定其分解摩洛哥磷矿粉的能力,发现经过6d的培养,溶磷能力平均为2～30 mg/g ,其中株巨大芽孢杆菌、节杆菌、黄杆菌、欧文氏菌及假单胞菌的解磷能力

较强为25～30 mg/ g。Sundara利用Ca

3(PO4)

2

作为磷源,经过14 d 的摇瓶培养,

发现几株芽孢杆菌释放的可溶性磷为70. 52～56. 80μg/mL ,埃希氏菌属释放的可溶性磷为159. 70～170. 30μg/mL 。sundana Rao[测定从豆科植物根际分离

出来的几株芽孢杆菌属溶解Ca

3 (PO4)

2

的效率高达19 % ,其中解磷能力最强的是

巨大芽孢杆菌(B .megaterium) ,最弱的为短芽孢杆菌( B . brevis) 。Molla and

Chowdhury的研究也表明不同菌株分解Ca

3(PO4)

2

的能力有很大的差异。林启美等

（4）发现以磷矿粉为惟一的磷源培养解磷菌,解磷能力较强的菌株为假单胞菌属和欧文氏菌属,并发现真菌的解磷能力比细菌强。溶磷真菌在数量和种类上都少于溶磷细菌,但溶磷真菌的溶磷能力一般要强于细菌。目前研究报道的溶磷真菌多为曲霉属和青霉属。其中黑曲霉是一种溶磷效果非常好的菌株。Cerezine 和Nahas等报道了液体培养过程中,随着黑曲霉菌丝体的生长,对不溶性磷酸盐的溶解能力增加。Vassilev等也研究了黑曲霉对矿物磷酸盐的溶解,其溶解能力最高达292 pg PmL/ L 。Illmer等也报道了黑曲霉等4 种真菌都能有效地溶解难溶性磷酸铝（3）。

汤树德等(5)对霉菌AN2-7的解磷能力进行了研究,其与国内同类型菌株比较,具有产酸率和溶磷效率高的优良特性。范丙全等(6）筛选得到2株具有溶磷作用的

草酸青霉菌菌株P8 和Pn1。不同培养条件下测定了它们的溶磷能力,并与拜莱青霉菌ATCC20851和解磷巨大芽孢杆菌ATCC14581进行了比较。在固体培养基上草酸

青霉菌P8 、Pn1 表现较强的溶解Ca

3(PO4)

2

、Ca

8

[H

2

(PO4)]

6

·5H

2

O、CaHPO

4

、

FePO

4

和骨粉的能力。范丙全等（7）在盆栽条件下,研究了溶磷青霉菌P8 对吸收土壤磷素和作物生长的影响。结果表明,接种青霉菌P8菌剂的土壤都能提高作物的吸磷量,其生物产量比不接种显著提高,且在有效磷低的土壤上其增产幅度大于有效磷高的土壤;刘长霞等（8）从海滨盐碱土筛选出4 种耐盐无机解磷真菌( FM) ,在不同NaCl浓度发酵培养中表现出较强的解磷能力。王富民等（9）从土壤中筛选出高效溶磷真菌AP2-2 ,能使土壤速效磷含量增加141. 94 %。以上的研究表明真菌的解磷能力强于细菌。

2 解磷菌的作用及机理

2.1 无机磷酸盐的溶解作用

(1) 微生物在代谢过程中分泌有机酸, 如乳酸、羟基乙酸、草酸和柠檬酸等。其中草酸和柠檬酸的活化能力很强。其活化机理是通过制质子酸化、络合溶解等作用促进磷的释放。

(2) 微生物通过呼吸过程放出的CO

2

可降低周围的pH值, 从而引起磷酸盐的溶解。

(3) 某些细菌能释放H

2

S, 它可与磷酸铁作用产生磷酸亚铁和可溶性正磷酸盐离子。

(4) 微生物降解植物残体产生“胡敏酸”和“富里酸”, 它们能与复合磷酸盐中的钙、铁或铝螯合, 释放正磷酸盐。它们也能与铁或铝的磷酸盐形成稳定的可溶性复合物, 这些复合物可以被植物利用。

2.2 有机磷酸盐的矿化作用

微生物对有机物的矿化作用主要是微生物在代谢过程中产生各种酶类, 如核酸酶、植酸酶等使有机磷酸盐矿化, 成为植物可以吸收利用的可溶性磷。

2.3 固定作用

可溶性磷酸盐进入生长着的微生物细胞内称为固定作用。当细胞死亡时, 这种暂时被固定的磷酸盐又被释放出来, 可为植物吸收利用。细菌和放线菌积累的磷(占其干重的1. 5%～2. 5% ) 略高于真菌(0. 5%～ 1% )(10)。

3 土壤中解磷菌的种类

土壤是微生物生长的良好场所。土壤中能解磷的微生物种类比较多,包括细菌、真菌和放线菌等。目前报道的具有解磷作用的细菌有芽孢杆菌属( Bacill us) 、欧文氏菌属( Erwinia) 、假单胞菌属( Pseudomonas) 、土壤杆菌属( A grobacterium) 、沙雷氏菌属( Serratia) 、黄杆菌属( Flavobacteri2um) 、肠细菌属( Enterbacter ) 、微球菌属( Micro2coccus ) 、固氮菌属( A zotobacter ) 、根瘤菌属( B rady rhizobium) 、沙门氏菌属( S almonella) 、色杆菌属( Cl romobacterium ) 、产碱菌属( A lcali2genes) 、节细菌属( A rthrobacter ) 、硫杆菌属( Thiobacill us) 、埃希氏菌属( Escherichia) ;真菌有曲霉属( Aspergill us) 、根霉属( Rhizopus) 、镰刀菌属( Fusarium) 、小菌核菌属( Sclerotium) ;放线菌有链霉菌属( S t reptomyces)(11)。而解磷菌在土壤中的数量及种类变化，受土壤质地、有机质含量、土壤类型、耕作栽培方式、气候条件等的影响。