山东地区钾矿物分解细菌的分离及生物学特性

不同土壤类型钾矿物分解细菌资源调查和高效稳定释钾、促生细菌的筛选鉴定有助于丰富微生物资源库,发掘和利用钾矿物分解细菌以及探究矿物生物风化机理等。作者采用以钾长石为唯一钾源的选择性细菌培养基,从山东地区不同土壤和不同植物根际土壤中分离纯化了23株生长势良好的钾矿物分解细菌,通过测定细菌代谢产物IAA和铁载体,研究其产生促生物质的能力,通过摇瓶试验筛选高效释钾菌株,采用16S rDNA限制性酶切多态性分析(amplified rDNA restriction analysis,ARDRA)方法研究了钾矿物分解细菌的遗传多样性,根据16S rDNA同源性对高效释钾菌株进行了鉴定。结果表明,供试菌株均产吲哚乙酸或其衍生物,43.5%的分离菌株产极高量铁载体。ARDRA结果表明供试菌株在60%相似性水平上可分为11个基因型,同一类型土壤上不同作物根际或不同类型土壤上同一作物根际的钾矿物分解细菌存在明显的遗传差异。摇瓶试验结果表明供试菌株中具有较显著释钾能力的菌株占17%,39%的供试菌株无释钾能力。筛选到2株高效释钾菌株AFM2、AC2,分别使溶液中钾含量增加了29.8%和25.4%。16S rDNA同源性分析表明菌株AC2、AHZ1与Bacillus mucilaginosus聚为一群,该群与包含菌株AZH4的Paenibacillus sp.中的种聚为一大发育分支,该分支在细菌分类地位上隶属于Firmicutes;菌株AFM2与Rhizobium sp.和Agrobacterium tumefaciens聚为另一大发育分支,该分支在细菌分类地位上隶属于Alphaproteobacteria。

毛竹林钾矿物分解细菌的分离与鉴定

为探明钾矿物分解细菌在毛竹林土壤中的分布情况与溶硅解钾性能,并从毛竹林土壤中分离筛选溶硅解钾能力较强的菌株。本研究对以钾长石为唯一钾源的专性培养基分离获得的钾矿物分解细菌,采用硅钼蓝比色法、火焰光度法及Salkowski比色法分别测定菌株的溶硅、解钾及产吲哚乙酸(IAA)能力,并对兼具溶硅与解钾功能菌株进行16S rDNA测序鉴定。结果表明:(1)鞭根根际土壤中的钾矿物分解细菌菌落形成数显著高于篼根根际土壤(P<0.05);(2)从毛竹根际(鞭根、蔸根)土、非根际土中分离出长势良好的钾矿物分解细菌共计102株,其中51株为功能菌株,具有溶硅能力的34株,具有解钾功能的31株,具产IAA能力的5株;兼具溶硅与解钾能力的14株,兼具溶硅、释钾及产IAA的仅有2株;钾矿物分解细菌发酵过程中pH下降值与水溶性硅相对增加量之间呈极显著负相关(P<0.01),与水溶性钾相对增加量之间呈负相关关系。(3) 14株兼具溶硅释钾的钾矿物分解细菌中有9株属于伯克霍尔德菌属(Burkholderia)属,其余5株分别属于假单胞菌属(Pseudomonas)、泛菌属(Pantoea)、肠杆菌属(Enterobacter)、四折叠球菌属(Quadrisphaera)与节细菌属(Arthrobacter) 5个属。钾矿物分解细菌在毛竹林土壤中分布广泛,其中以鞭根根际土壤中数量居多,其分布表现出明显的根系效应;兼具溶硅与解钾能力的钾矿物分解细菌物种多样性较高,以伯克霍尔德菌属为优势类群。

硫酸铵对两株钾矿物分解细菌生长代谢和风化钾长石的影响

【目的】为了明确钾矿物分解细菌Bacillus globisporus Q12和Rhizobium sp.Q32最合适的产酸和胞外多糖条件,并进一步阐明供试菌株对钾长石的溶解效应及其机制。【方法】分别向培养基中加入0-1.2 g/L(NH4)2SO4,选择菌株最适的产酸及合成胞外多糖条件,研究菌株对钾长石的溶解效果,并采用扫描电镜(SEM)观察钾长石表面形态及菌体分布特征。【结果】0.6、0和0.3 g/L(NH4)2SO4分别能使菌株Q12、Q32和混合菌株(Q12+Q32)产生较多的有机酸、胞外多糖以及有机酸和胞外多糖的复合物。菌株Q12、Q32及其混合菌株均能够显著地溶解钾长石,并释放出矿质元素,其中混合菌株的溶解效果要优于单一菌株;SEM分析表明,混合菌株对钾长石的溶蚀作用最强。【结论】(NH4)2SO4的含量能够影响供试菌株Q12和Q32的生长代谢及其对钾长石的风化作用,混合菌株可以通过产生的有机酸和胞外多糖的联合作用加速对钾长石的风化。