无机磷溶解菌的分离筛选及其对扁穗雀麦生长的影响

舒健虹，王普昶，李显刚，王小利，李小冬*

(1.贵州省草业研究所，贵州 贵阳 550006；2.黔南州饲草饲料工作站，贵州 都匀 558000)



无机磷溶解菌的分离筛选及其对扁穗雀麦生长的影响

舒健虹1，王普昶1，李显刚2，王小利1，李小冬1*

(1.贵州省草业研究所，贵州 贵阳 550006；2.黔南州饲草饲料工作站，贵州 都匀 558000)

对扁穗雀麦根际溶磷微生物进行分离筛选，测定其溶磷、分泌IAA能力及对扁穗雀麦的促生效果。结果表明，不同菌株对不同无机磷底物具有选择性，以磷酸钙为磷源时，筛选的溶磷菌株都有溶磷活性，其中Br17的溶磷活性最高；以磷酸铝为磷源时，只有Br1、Br7与Br8具有溶磷活性，其中Br7溶磷活性最高。IAA测定结果显示Br4、Br8、Br17与Br24具有较强IAA分泌能力，添加生长素前体物质色氨酸时菌株分泌IAA能力增强。对培养基pH分析发现，筛选的8株溶磷菌株都为产酸型微生物。将纯化后的溶磷菌接种到扁穗雀麦无菌苗，对根长、根数、株高以及生物产量等性状考察发现接种Br8、Br13、Br17与Br24菌株对扁穗雀麦的根系影响较大，主要表现为主根变短，根数变多。接种Br7、Br8、Br13与Br24菌株促进扁穗雀麦株高增高、产量增加。综合分析，Br24在贵州地区的应用潜力最大。

溶磷菌；溶磷能力；IAA；扁穗雀麦

生物肥料在现代农业中应用越来越广泛，固氮菌和溶磷菌是应用最广泛的两种土壤益生菌类的肥料[1]。固氮菌通过固定空气中的氮气，以提高土壤肥力[2]。溶磷微生物能够依靠自身的代谢产物或其他生物协同溶解土壤中的难溶无机磷，以提高土壤中磷的利用率[3-4]，减少化学肥料施用量，降低农业投入成本，具有对环境进行微生物修复等功能。然而不同溶磷菌株对其生态环境以及宿主植物的专一性较高[5-8]，禾本科溶磷菌的研究已经有研究报道，张堃[9]发现溶磷菌、固氮菌等植物益生菌能在青稞(Hordeumvulgare)不同生长发育阶段起促进作用。马文文[10]对高寒草地7种禾本科牧草的根际促生菌进行筛选鉴定，共获得453株促生菌，并建立了数据库。然而目前禾本科根际促生菌的研究主要集中在北方或高寒草地，对南方草地尤其是西南卡斯特溶岩山区的研究较少。

扁穗雀麦(Bromuscatharticus)属于禾本科一年生牧草，起源于地中海地区，在澳大利亚和新西兰等国家广为种植，在贵州主要分布在海拔900～2200 m的地区，具再生性好、分蘖能力强、产草量高、品质好等优点，是南方牧场冬春季主要草种之一[11]。然而其在发芽[12]以及苗期生长[13]都面临低磷胁迫，同时贵州土壤中含有丰富的难溶性无机磷，如何让植物能够高效利用这些营养元素是当前研究的热点之一。研究并开发相应溶磷微生物以提高扁穗雀麦牧草营养供给和生产性能，对推动地方牧草品种产业化和生态畜牧业发展具有重要意义。本研究针对贵州省扁穗雀麦根际溶磷菌的溶磷量、分泌植物生长素(IAA)特性及其对植物促生效应等进行研究，为研制和推广溶磷菌剂应用提供基础资料和理论依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集

2011年5月，以5点法采集扁穗雀麦根际土壤，低温保存带回实验室进行溶磷菌分离。采集地点为贵州省独山县贵州省草业研究所试验地，位于东经107°17′55″-107°50′05″，北纬25°12′46″-26°01′05″，系喀斯特岩溶地区，属中亚热带季风性湿润气候，年平均降雨量1392.15 mm，年均气温在15 ℃，年冰冻期15 d。

1.2 菌株分离及初筛

选用PKO(Pikovaskaia’s培养基)无机磷培养基分离菌株，无机磷源为磷酸钙[Ca3(PO4)2]与磷酸铝(AlPO4)，培养基组成及配方参考李凤霞等[14]。将分离具有溶磷圈的菌株分别接种于PKO上，每个菌株接种4个重复，28 ℃恒温培养3，6，9和12 d，分别测量每个菌株的溶磷圈直径(D)和菌落直径(d)，计算D/d值，挑选D/d值相对较大的菌株纯化后保存(4 ℃)备用。

1.3 溶解磷酸盐活力测定

接种0.5 mL菌悬液到50 mL灭菌PKO无机磷液体培养基中，每个菌株接种3个重复，空白对照接种0.5 mL灭菌水。28 ℃、150 r/min恒温摇床上振荡培养7 d；10000 r/min、4 ℃离心15 min，取1 mL上清液采用钼锑抗比色法测培养液中可溶性磷含量，菌株溶磷量以可溶性磷素表示[15]。

1.4 溶磷量动态分析

将筛选溶磷量较好的菌株转接0.5 mL到50 mL PKO无机磷液体培养基中，每个菌株接种3次重复，对照接种0.5 mL蒸馏水。28 ℃、150 r/min恒温振荡培养3，6，9，12 d，分别测定菌液中可溶性磷含量。

1.5 分泌IAA能力测定

定性分析：以加生长素前体物质色氨酸和不加色氨酸的king液体培养基[16]培养菌株。接种剂量及重复数同1.3。接种后28 ℃，150 r/min培养3 d。取1 mL菌液滴入检测板中，加入等量PC比色液(FeCl312 g，7.9 mol/L H2SO41 L，定容到1000 mL)，对照用1 mL 50、30和10 μg/mL的植物生长激素(IAA)溶液，室温孵育15 min后观察不同菌液颜色变化，确定菌株分泌IAA强度差异[16-17]。定量分析：利用上述标准品计算标准曲线，10000 r/min离心10 min，取1 mL上清液等比例加比色液，混匀，黑暗中静置30 min后测定530 nm的吸光值，根据标准曲线计算菌液中IAA含量(μg/mL)[18]。

1.6 产酸和碱性能的测定

将纯化菌株接种于30 mL无氮液体培养基(NFM)中[18]，每个菌株3个重复。28 ℃，于150 r/min培养72 h，观察并记录培养基颜色的变化，同时采用雷磁PHS-3c pH计测定菌株悬浮液的pH值。培养基颜色变成黄色，表明其为产酸菌株；变为蓝色为产碱菌株；不变色为中性菌株。

1.7 溶磷菌对扁穗雀麦的促生效应分析

扁穗雀麦种子去皮用75%的酒精浸种5 min，1%的氯化汞消毒20 min，无菌水冲洗2～3次，然后播种在4 cm×50 cm的无菌组配管中，培养基为Hoagland半固体有氮培养液[Ca(NO3)20.945 g，KNO30.506 g，NH4NO30.08 g，Ca3(PO4)20.31 g，AlPO40.31 g，MgSO40.493 g，铁盐溶液 2.5 mL，微量元素液 2 mL，pH 6.0，Agar 3.5 g，蒸馏水1000 mL][19]，每管1株苗，溶磷菌的准备同1.4，处理组接0.5 mL溶磷菌培养液，对照加入0.5 mL蒸馏水培养液，每个菌株重复7次。21 d后用卷尺和直尺测定扁穗雀麦的株高、根长并计算根数，在105 ℃杀青15 min，65 ℃烘至恒重测植株生物量(干重)。

1.8 数据处理

采用Excel 2003和SPSS 16.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 溶磷菌筛选与溶磷能力分析

采集扁穗雀麦土样并从土壤、根际以及根内获得31株溶解磷酸钙的分离物，其中在PKO固体培养基上有8株菌株菌落出现了明显透明圈，编号依次为：Br1、Br4、Br7、Br8、Br13、Br17、Br20和Br24。通过比较不同溶磷菌在以磷酸钙为磷源培养基上生长3，6，9及12 d时的菌落直径(d)和产生透明圈直径(D)发现，各溶磷菌株随培养时间延长，D/d值变化不尽相同。8个菌株的D/d值都随培养时间增加而减小。菌株Br1、Br4、Br7、Br8、Br13和Br24在第3天时各菌株D/d值达到最大，分别为1.62，2.23，1.76，3.00，2.42，2.60，随后逐渐减小。而菌株Br17与Br20的D/d值在培养第9 天时达最大，第12 天时菌株Br20的D/d值趋于稳定，菌株Br17的D/d值呈减小趋势。以第9天为例，8个菌株的D/d值在1.35～2.25之间(表1)，菌株菌落直径(d)在0.35～0.74 cm范围，大小关系为Br4>Br13>Br1>Br8=Br24>Br7>Br20>Br17，透明圈(D)在0.75～1.35 cm范围， 大小关系为Br8>Br4>Br24>Br13>Br20>Br1>Br7>Br17。总体而言，随着菌株培养时间的延长，各菌株D/d值均有逐渐减小趋势，但降低的速度不一，说明各菌株对磷酸钙的溶解能力和溶解速度不同。

表1 溶磷菌在PKO无机磷培养基上不同天数的D/d值Table 1 The D/d value of different phosphate-solubilizing bacteria on PKO in different days

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

2.2 溶磷菌底物特异性分析

图1 不同溶磷菌菌株对磷酸钙、磷酸铝溶解量比较Fig.1 The comparison of available phosphorus from different phosphate-solubilizing bacteria to dissolve the calcium phosphate and aluminum phosphate 不同大写字母与小写字母分别表示以磷酸钙和磷酸铝为磷源的溶磷能力差异显著(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.

图2 不同菌株在PKO培养基[以Ca3(PO4)2为底物]中溶磷量的动态变化Fig.2 The dynamic changes of available phosphorus of different phosphate-solubilizing bacteria on PKO culture medium with calcium phosphate

以不同的磷酸盐为磷源培养7 d后，定量测定8个菌株的解磷活力，发现各菌株对不同磷源的溶磷能力差异较大(图1)。以磷酸钙为磷源时，菌株Br17和Br24的溶磷量最高，Br7溶磷量最小，其余5个菌株的溶磷能力介于两者之间。以磷酸铝为磷源时，仅有3个菌株表现出溶磷能力，其中溶磷量最大的是菌株Br7，其次为Br1和Br8，其余菌株均没有表现出溶磷能力(P<0.05)。以上结果说明，筛选的溶磷菌株易溶解磷酸钙，而不易溶解磷酸铝。其中Br7、Br1和Br8 3个菌株对底物选择性较低，能同时溶解两种难溶性磷源。以磷酸钙为磷源时，Br17和Br24的溶磷能力最强。

2.3 溶磷菌溶磷动力学分析

试验选取6个菌株(Br1与Br4在实验过程中被杂菌污染剔除，没有用于分析)在不同培养时间对磷酸钙培养基中磷的溶解状况进行了动态测定，不同菌株的解磷能力显著不同，其中菌株Br7的溶磷量在第9天达最大值，第12 天开始降低；菌株Br8、Br13、Br20的溶磷随培养时间延长逐渐提高，到第6 天达到最大值；菌株Br17第6 天达到最大值，并一直保持稳定，而菌株Br24在第3 天时溶磷量达最大值其后逐渐下降。与底物筛选实验类似，当以磷酸钙为底物时，Br7的早期溶磷速率最快，Br24和Br17的溶磷能力最强(图2)。

2.4 菌株分泌IAA能力

有研究表明，多数溶磷微生物具有分泌激素类物质的能力，生长素前体物质色氨酸常常用来加强IAA显色反应。首先，定性检测各菌株分泌IAA的能力，在无色氨酸溶液里，菌株Br13、Br17和Br24的培养液呈深粉红色，它们可能具有较强分泌IAA能力；Br4呈粉红色，Br8呈浅粉色；Br1、Br7和Br20颜色没有变化。加入色氨酸后，菌株Br4、Br13、Br17和Br24呈深粉红色，Br8呈粉红色；菌株Br1、Br7和Br20没有颜色反应(表2)。

定量测定结果表明，不加前体物质色氨酸时，除了Br13，各菌株分泌IAA的能力整体处于较低水平，Br13分泌IAA量最高，为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含量基本没有变化，Br13的含量也维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，分别为11.53和11.56 μg/mL(表2)。

2.5 溶磷菌株对培养基pH值的影响

采用显色反应对扁穗雀麦根际分离的8个溶磷菌株、空白对照(无菌水)以及生长地的土壤pH值进行定性以及培养3 d后定量测定。采样地区土壤浸出液pH为5.97，为弱酸性土壤。接种无菌水的培养液(对照)颜色没有变化，其pH值为6.82，而不同的菌株培养液颜色均由草绿色变为了黄色，其培养液pH值在3.37～5.63之间(表3)。

2.6 溶磷菌对扁穗雀麦的促生效果分析

对筛选的溶磷菌株进行模拟接种试验，对筛选的8个菌株(Br1与Br4因接种污染没有分析)接种到扁穗雀麦幼苗，培养21 d后，分析主根长、根数、幼苗株高以及生物产量4个性状。与对照相比，接种Br8、Br13、Br17以及Br24菌株的材料主根显著比对照短(P<0.05)，而接种Br7与Br20的主根与对照相当(P>0.05，图3A)。接种Br8、Br13、Br17以及Br24材料的根数显著比对照多(P<0.05)，而接种Br7与Br20的根数与对照没有显著差异(P>0.05，图3B)。

株高是植物的形态指标，是产量的主要决定性状之一。在接种实验中，除接种菌株Br20的扁穗雀麦苗期株高较对照低16.16%外，接种其他菌株的扁穗雀麦苗期株高比对照增加11.30%～52.02%。其中接种菌株Br24处理的扁穗雀麦苗期株高促生效果最好，比对照提高52.02%(P<0.05)；其中接种菌株Br7、Br8和Br13的菌株也显著高于对照(P<0.05)，Br17与对照差异不显著(P>0.05，图3C)。

接种各菌株处理对扁穗雀麦单株植株生物量的影响较大，其中接种菌株Br24与Br7的扁穗雀麦单株植株生物量分别较对照提高了75.97%和61.84%(P<0.05)。接种菌株Br8、Br13的扁穗雀麦单株植株生物量也较对照提高38.9%与25.4%(P<0.05)。与株高的结果类似，接种菌株Br20的生物产量与对照差异不显著。综合分析主根长、根数、株高及植株生物量的结果，菌株Br24的促生效果最好，有较好的应用潜力。

3 讨论

溶解土壤中的磷酸盐是溶磷微生物一个重要的功能，能显著提高植物对磷元素的利用效率。此外，其具有分泌IAA和促生功能，对农作物以及其他经济作物等产量的提高及其土壤生态恢复有重要意义。溶磷能力受菌种和底物差异多种因素的影响，钟传青等[20-21]研究了溶磷细菌对不同产地磷矿粉的溶解能力，发现不同溶磷菌株对底物具有专一性。通过比较细菌、霉菌、酵母菌对不同难溶磷酸盐和磷矿粉等的溶解效果发现不同微生物对不同磷源的亲和溶解能力不同，这种现象可能是由于微生物对不同化学结构含磷物质的亲和能力不同，或由于菌株对不同磷源物质的溶解机制不同造成的[22]。本研究筛选的溶磷菌对以磷酸钙和磷酸铝两种不同的磷源的溶解能力具有显著不同。

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

“+++”表示深粉红;“++”表示粉红;“+”表示浅粉红及“-”表示无颜色变化。不同字母表示不同菌株间差异显著(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 溶磷菌对培养基pH值的影响Table 3 The phosphate-solubilizing strains affect pH value of the medium

图3 不同溶磷菌对扁穗雀麦根长(A)、根数(B)、株高(C)以及植株生物量(D)的影响Fig.3 Different PSB strains affect the root length (A), root number (B), plant height (C) and biomass yield (D) of B. cartharticus *表示差异显著水平为P<0.05，n=7。* stands for a significant difference at P<0.05 level. n=7.

谢达平等[23]和徐幼平等[24]的研究发现植物根际产生植物生长调节物质的微生物群落数量很大，从不同植物根际中分离出来的微生物大约有88.6%，58.0%和90.0%分别可以分泌生长激素(IAA)、赤霉素(GA)或激动素类物质，这些物质在根毛区很容易被吸收利用。姚拓[25]从禾本科植物根际分离的联合固氮菌株大多数具有分泌IAA能力，从而促进植物根系的生长。本研究发现部分扁穗雀麦根际溶磷菌具有与禾本科植物联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浓度，在自然界中，色氨酸(生长素的前体)能由植物根分泌，也可由微生物的代谢产物或微生物自溶而得，大多数溶磷菌都能促进合成生长激素[20]。在制作微生物肥料进行生产应用时，应筛选更廉价的原材料以减低生产成本。

许多研究结果表明，溶磷菌能够分泌甲酸、乳酸、葡萄糖酸、柠檬酸、丙酸、丁二酸等多种有机酸[22,26-27]，其溶磷机理之一是菌体生长过程中分泌有机酸，这些酸既能降低pH值，又可与铁、铝、钙等离子螯合，从而使难溶磷转化为有效磷。培养液酸碱度的变化与溶磷能力之间存在显著相关性[28-29]；但也有研究表明溶磷量随pH下降而增加，溶磷量与所分泌的有机酸量之间不存在显著相关性[30]。本研究筛选的溶磷菌培养3 d后显著降低培养基pH值，并且溶磷能力最强的Br24与Br17的pH值最低(图1，表3)，但pH值下降是否由于有机酸的分泌还有待于进一步研究。

接种有益菌于作物根际可以起到调节生态平衡的作用，促进有益菌群对作物生长功能的发挥(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研制的菌剂对盆栽玉米(Zeamays)、青菜(Brassicachinensisvar.chinensis)以及小麦(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改变了扁穗雀麦根系发育，其可能是由于高浓度的IAA抑制了其主根伸长，促进了侧根发生，抑制有明显的促生作用，而Br7与Br20的生长素浓度及根系发育与对照没有显著差别(表2，图3)。对株高与植株生物产量分析发现，除了Br17外，在生长素和根系中表现促进的菌株均对株高与生物产量表现为促进作用，但在生长素与根系发育中表现为阴性的Br7也显著促进了扁穗雀麦的生长，因此在土壤微生物中可能还存在某种未知的机制促进植物与土壤微生物之间的互作。

4 结论

从贵州喀斯特地区禾本科牧草扁穗雀麦根际筛选8株溶磷菌微生物，对磷酸钙都具有较好的溶解能力，其中Br7、Br1和Br8能够溶解2种不同难溶性磷酸盐。

以磷酸钙为底物时，Br24与Br17的溶磷能力最强，可能与菌株的产酸能力显著相关。

Br8、Br13、Br17和Br24主要通过分泌生长素影响根系发育，但植株生物产量与菌株分泌生长素特性不存在必然联系(Br17分泌生长素，但生物产量没有增加)，因此不同溶磷菌可能存在多种促生机制促进植物生长。

综合溶磷量、产酸以及对扁穗雀麦的促生效果，Br24是最具有应用潜力的溶磷菌株。

References：

[1] Gholamreza N, Madani H, Farahani E. The assessment effects of bio and chemical fertilizers on vegetative growth and essential oil of hyssop (HyssopusofficinalisL.). Science and Education, 2015, 1(1): 1-4.

[2] Arora M, Saxena P, Choudhary D K,etal. Dual symbiosis betweenPiriformosporaindicaandAzotobacterchroococcumenhances the artemisinin content inArtemisiaannuaL. World Journal of Microbiology & Biotechnology, 2015, 32(2): 1-10.

[3] Feng Y H, Yao T, Long R J. Research progress of phosphate-dissolving microorganisms in plant rhizosphere. Grassland and Turf, 2003, (1): 3-7. 冯月红, 姚拓, 龙瑞军. 土壤解磷菌研究进展. 草原与草坪, 2003, (1): 3-7.

[4] Wang G H, Zhao Y, Zhou D R,etal. Review of phosphate soluablizing microorganism. Ecology and Environment, 2003, 12(1): 96-101. 王光华, 赵英, 周德瑞, 等. 解磷菌的研究现状与展望. 生态环境, 2003, 12(1): 96-101.

[5] Aziz A, Verhagen B, Magnin-Robert M,etal. Effectiveness of beneficial bacteria to promote systemic resistance of grapevine to gray mold as related to phytoalexin production in vineyards. Plant & Soil, 2015, 26(12): 47-51.

[6] Davison J. Plant beneficial bacteria. Nature Biotechnology, 1988, 6(6): 282-286.

[7] Bautista C A, Ortiz H Y D, Martínez G V,etal. Effect of phosphate-solubilizing bacteria isolated from semiarid soils on pitahaya seedlings (Hylocereusundatus). Idesia, 2015, 33(2): 65-68.

[8] Lugtenberg B, Kamilova F. Plant-growth-promoting rhizobacteria. Annual Review of Microbiology, 2009, 63(1): 541-556.

[9] Zhang K. The Making of the Plant Growth-promoting Rhizobacteria Bio-fertilizer and Effects on Highland Barly[D]. Lanzhou: Gansu Agriculture University, 2002. 张堃. 禾本科牧草根际促生菌肥(PGPR菌肥)研制及其促生效应研究[D]. 兰州: 甘肃农业大学, 2002.

[10] Ma W W. Screening Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) from Rhizosphere of Grasses and Establishing Their Database Management System[D]. Lanzhou: Gansu Agriculture University, 2014. 马文文. 禾草根际促生菌资源筛选及其数据库管理系统构建[D]. 兰州: 甘肃农业大学, 2014.

[11] Shang Y S, Chen Y P, Shu J H,etal. Breeding of Qiancao 3#, a new forage variety (rescue brome). Guizhou Agricultural Sciences, 2009, 37(4): 7-10. 尚以顺, 陈燕萍, 舒健虹, 等. 牧草新品种黔草3号扁穗雀麦的选育. 贵州农业科学, 2009, 37(4): 7-10.

[12] Li X G, Ban M G, Zhou Z Y,etal. Effects of bacterial suspension of different substrates and different dose on the germination of Qiannan flat bromegrass seed. Soil and Fertilizer in China, 2014, (2): 88-92. 李显刚, 班镁光, 周泽英, 等. 基于不同基质和剂量的溶磷菌液对黔南扁穗雀麦种子发芽的影响. 中国土壤与肥料, 2014, (2): 88-92.

[13] Shu J H, Yang C Y, Wang P C,etal. Effect of phosphate solubilizing bacterial on seedling growth of bromegrass. Guizhou Agricultural Sciences, 2013, 41(8): 151-153. 舒健虹, 杨春燕, 王普昶, 等. 溶磷菌对扁穗雀麦发芽及幼苗生长的影响. 贵州农业科学, 2013, 41(8): 151-153.

[14] Li F X, Zhang D G, Yao T. Study on cultural conditions of plant growth promoting rhizobacteria in rhizosphere of oat in alpine region. Journal of Gansu Agricultural University, 2004, 39(3): 316-320. 李凤霞, 张德罡, 姚拓. 高寒地区燕麦根际高效PGPR菌培养条件研究. 甘肃农业大学学报, 2004, 39(3): 316-320.

[15] Smith K P, Goodman R M. Host variation for interactions with beneficial plant-associated microbes. Annual Review of Phytopathology, 1999, 37: 37473-37491.

[16] Xi L Q, Yao T, Yang J J,etal. Property of associative nitrogen-fixing bacteria producing IAA and its promoting growth of oat. Grassland and Turf, 2005, (4): 25-29. 席琳乔, 姚拓, 杨俊基, 等. 联合固氮菌株分泌能力及其对燕麦的促生效应测定. 草原与草坪, 2005, (4): 25-29.

[17] Wu Y, Xi L Q. Dynamic of IAA produced nitrogen fixation bacterial around oat root system. Journal of Anhui Agricultural Sciences, 2007, 35(15): 4424-4425. 吴瑛, 席琳乔. 燕麦根际固氮菌分泌IAA的动态变化研究. 安徽农业科学, 2007, 35(15): 4424-4425.

[18] Thakuria D, Talukdar N C, Goswami C,etal. Characterization and screening of bacteria from rhizosphere of rice grown in acidic soils of Assam. Current Science, 2004, 86(7): 978-985.

[19] Yao T. Characteristics and Biofertilizer of Plant Growth Promoting Rhizobacteria Isolated from Oat and Wheat in Northwest China[D]. Lanzhou: Gansu Agriculture University, 2002. 姚拓. 饲用燕麦和小麦根际促生菌特性研究及其生物菌肥的初步研制[D]. 兰州: 甘肃农业大学, 2002.

[20] Zhong C Q, Huang W Y. Effects and mechanism of P-solubilizing bacilus P17 strain on phosphorus solubilization of different phosphate rocks. Acta Pedologica Sinica, 2004, 41(6): 931-937. 钟传青, 黄为一. 磷细菌P17对不同来源磷矿粉的溶磷作用及机制. 土壤学报, 2004, 41(6): 931-937.

[21] Zhong C Q, Huang W Y. Comparison in P-solubilizing effects between different P-solubilizing microbes and variation of activities of their phosphatases. Acta Pedologica Sinica, 2005, 42(2): 286-294. 钟传青， 黄为一. 不同种类解磷微生物的溶磷效果及其磷酸酶活性的变化. 土壤学报， 2005， 42(2)： 286-294.

[22] Rodríguez H, Fraga R, Gonzalez T,etal. Genetics of phosphate solubilization and its potential applications for improving plant growth-promoting bacteria. International Journal of Cultural Studies, 2006, 9(5): 329.

[23] Xie D P, Lei N X, Peng D L,etal. The study of the bacteria manure’ s role to the crop. Journal of Changde Teachers University: Natural Science Edition, 2002, 14(1): 48-50. 谢达平, 雷女孝, 彭道林, 等. 微生物菌肥的作用机理研究. 常德师范学院学报: 自然科学版, 2002, 14(1): 48-50.

[24] Xu Y P, Zang R C, Chen W L,etal. Plant grows promoting function and IAA analysis of Enterobacter B8 fermented liquid. Journal of Zhejiang University: Agricultural and Life Science Edition, 2001, 27(3): 282-284. 徐幼平, 臧荣春, 陈卫良, 等. 阴沟肠杆菌B8发酵液对植物的促生作用和IAA分析. 浙江大学学报: 农业与生命科学版, 2001, 27(3): 282-284.

[25] Yao T. Associative nitrogen-fixing bacteria in the rhizosphere ofAvenasativain an alpine region ⅡPhosphate-solubilizing power and auxin production. Acta Prataculturae Sinica, 2004, 13(3): 85-90. 姚拓. 高寒地区燕麦根际联合固氮菌研究 Ⅱ固氮菌的溶磷性和分泌植物生长素特性测定. 草业学报, 2004, 13(3): 85-90.

[26] Whitelaw M A, Harden T J, Helyar K R. Phosphate solubilisation in solution culture by the soil fungusPenicilliumradicum. Soil Biology & Biochemistry, 2013, 31(5): 655-665.

[27] Chen Y P, Rekha P D, Arun A B,etal. Phosphate solubilizing bacteria from subtropical soil and their tricalcium phosphate solubilizing abilities. Applied Soil Ecology, 2006, 34(1): 33-41.

[28] Paul N B, Rao W V B S. Phosphate-dissolving bacteria in the rhizosphere of some cultivated legumes. Plant & Soil, 1971, 35(1): 127-132.

[29] Seshadri S, Ignacimuthu S, Lakshminarasimhan C. Effect of nitrogen and carbon sources on the inorganic phosphate solubilization by different aspergillus niger strains. Chemical Engineering Communications, 2004, 8: 1043-1052.

[30] Narsian V, Patel H H. Aspergillus aculeatus as a rock phosphate solubilizer. Soil Biology & Biochemistry, 2000, 32(4): 559-565.

[31] Gao C H, Lu C D, Zhang Q. Effects of phosphate liberation bacteria on crop growth and phosphate in soil. Journal of Soil and Water Conservation, 2006, 20(4): 54-56. 郜春花, 卢朝东, 张强. 解磷菌剂对作物生长和土壤磷素的影响. 水土保持学报, 2006, 20(4): 54-56.

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

贵州省科技支撑计划(黔科合支撑[2016]2504号)，贵州省社会发展攻关(黔科合NY字[2011]3104号),农业科学院自主创新科研专项(黔农科院自主创新科研专项字[2014]010号)和贵州省农业科技攻关(黔科合NY字[2010]3045号)资助。

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

舒健虹, 王普昶, 李显刚, 王小利, 李小冬. 无机磷溶解菌的分离筛选及其对扁穗雀麦生长的影响. 草业学报, 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.