溶磷菌株的筛选和溶磷菌FM发酵工艺的研究

论文摘要

磷是植物生长发育的重要物质基础,是植物体内核酸及多种酶、辅酶、ATP等的重要组成成分,这些物质对于细胞来说是至关重要的。施用磷肥一直是保证农业生产增产的重要手段之一。但磷素的大量应用导致农业环境固定磷积累。溶磷微生物可将土壤中难溶性的磷酸盐转化为可溶性盐供作物利用,能提高磷肥的利用率,减少土壤对磷酸盐的吸附固定,避免磷肥过量使用造成环境污染。本研究利用溶磷圈法和钼蓝比色法从热带作物根际分离和筛选得到一批具有溶磷能力的微生物菌株。对得到的部分菌株进行了分类鉴定、植病生防和作物促生效果评价以及发酵工艺研究。主要研究结果如下：1、从几种热带作物根际土壤筛选、分离获得72株具有一定溶磷能力的微生物菌株,其中真菌7株,细菌65株。2、从72株微生物菌种中复筛出3株溶磷能力强的真菌(FM、FC和H3),其D/d值(溶磷圈直径D与菌落直径d比值)均超过1.40,最高达到1.80,有效溶磷量均超过358.75 mg/L,最高达到511.28 mg/L。3、通过形态学和分子生物学鉴定,将FM、FC和H3菌株分别鉴定为Aspergillus niger、Penicillium janthinellum和Penicillium aculeatum、4、研究了FM、FC和H3菌株溶磷能力与基本培养基、磷源及其浓度的关系。寻找出最适合这些菌株发挥溶磷潜力的培养基,其中,FC菌株的最适培养基为NBRIY, FM和H3菌株的最适培养基为无机磷培养基。发现FM、FC和H3菌株对难溶磷酸盐均有溶磷能力,但菌株间差异显著,且菌株的溶磷能力与难溶磷源的浓度密切相关。5、研究了溶磷潜力最大的FM菌株的发酵工艺,包括FM菌株生长和溶磷能力与碳源、氮源、无机盐、微量元素浓度、发酵时间、发酵温度、初始pH、转速、接种量等的关系,得到最适合FM菌株发酵的培养基和发酵条件：碳源为1%木糖,氮源为0.1%硫酸铵,无机盐配方为NaCl 0.1 g/L、KC10.7 g/L, MgSO4·7H2O 0.7 g/L、FeSO4·7H2O 0.01 g/L和MnSO4·7H2O 0.01 g/L,培养条件为温度28℃、初始pH6.0、转速180r/min、接种量5%、发酵时间为6 d。6、测定了FM菌株发酵产物对番茄、西瓜和黄瓜等对磷较敏感作物种子发芽的促进作用,结果表明,FM发酵产物10倍稀释液能显著促进黄瓜种子发芽,1000稀释液能显著促进番茄和西瓜种子发芽,但高浓度的FM发酵产物对番茄和西瓜种子发芽反而有抑制作用。7、用平板对峙法测定了FM菌株15个热带作物常见病原菌的拮抗作用,发现FM菌株对西瓜枯萎病、香蕉枯萎病、胡椒枯萎病、橡胶炭疽病等病原菌均有不同程度的拮抗作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 序言
• 1.1 土壤中的磷
• 1.1.1 土壤中磷的形式
• 1.1.2 土壤有机磷
• 1.1.3 土壤无机磷
• 1.1.4 土壤磷的固定
• 1.2 土壤磷的循环
• 1.3 微生物在磷素循环中的作用
• 1.4 解磷微生物
• 1.4.1 解磷微生物定义
• 1.4.2 解磷能力的测定
• 1.4.2.1 平板溶磷圈法
• 1.4.2.2 液体培养法
• 1.4.2.3 同位素示踪法
• 1.4.2.4 土培（或沙培）法
• 1.4.3 解磷效果的研究
• 1.4.4 解磷机制的研究
• 1.5 解磷微生物的应用
• 1.5.1 微生物肥料的概念及作用
• 1.5.2 国内外溶磷微生物肥料及应用效果
• 1.5.3 解磷菌株促进作物对磷的吸收
• 1.5.4 解磷微生物抑制病原菌生长效果
• 1.5.5 解磷微生物应用的可行性和不要性
• 1.6 本研究的目的意义
• 2 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 土样来源
• 2.1.2 土样采集和处理
• 2.1.3 培养基
• 2.1.4 试剂配制
• 2.1.5 作物种子
• 2.1.6 仪器和设备
• 2.2 方法
• 2.2.1 磷标准曲线的绘制
• 2.2.2 解磷菌的分离
• 2.2.3 孢子悬浮液的制备
• 2.2.4 固体培养条件下溶磷能力测定
• 2.2.5 液体培养条件下溶磷能力测定
• 2.2.6 pH值
• 2.2.7 溶磷菌株的鉴定
• 2.2.8 溶磷菌株生长曲线的绘制
• 2.2.9 不同培养基对菌株溶磷能力的影响
• 2.2.10 不同磷源对菌株溶磷能力的影响
• 2.2.11 磷源不同浓度对菌株溶磷能力影响
• 2.2.12 培养基单因素试验
• 2.2.13 正交试验设计
• 2.2.14 发酵条件的优化
• 2.2.15 FM发酵液对种子发芽率的影响
• 2.2.15.1 菌液的制备
• 2.2.15.2 种子的消毒,浸种
• 2.2.15.3 FM发酵液对三种植物种子发芽的促进效果测定
• 2.2.16 FM菌株对几种植物病原真菌的拮抗作用测定
• 3 结果与分析
• 3.1 磷标准曲线
• 3.2 溶磷菌株的筛选结果
• 3.3 固体培养条件下溶磷能力测定
• 3.4 液体培养条件下溶磷能力测定
• 3.5 pH值
• 3.6 溶磷菌株的鉴定
• 3.6.1 溶磷菌株的形态鉴定
• 3.6.2 溶磷菌株的分子鉴定
• 3.7 溶磷菌株生长曲线的绘制
• 3.8 不同培养基对菌株溶磷能力影响
• 3.9 不同磷源对菌株溶磷能力影响
• 3.10 磷源的不同浓度对菌株影响
• 3.11 培养基单因素试验
• 3.11.1 碳源
• 3.11.2 氮源
• 3.11.3 无机盐
• 3.11.4 微量元素
• 3.12 正交试验设计
• 3.13 发酵条件优化
• 3.13.1 发酵时间对解磷能力影响
• 3.13.2 温度对解磷能力影响
• 3.13.3 转速对解磷能力影响
• 3.13.4 初始pH值对解磷能力的影响
• 3.13.5 接种量对解磷能力影响
• 3.14 FM菌液对种子发芽率的影响
• 3.15 FM菌株对常见病原菌的拮抗作用研究
• 4 讨论与结论
• 4.1 讨论
• 4.2 结论
• 4.3 研究展望
• 项目支撑
• 参考文献
• 发表相关的论文
• 致谢