1. 研究目的与意义
土壤中解磷微生物的溶磷作用在国外的研究中已取得实质性进展,但对枫香根际解磷细菌研究的报道很少。结合本实验室已对枫香根际解有机磷细菌筛选的基础上,首次从中选出一株具有高效解有机磷的菌株进行鉴定。希望本实验能够通过对中国枫香根际高效解有机磷菌株进行分类鉴定研究,为研究开发和应用高效微生物菌肥,改善枫香林地土壤的微生态环境,调节土壤磷素供需矛盾提供优良的菌株资源,为枫香林适地适菌的施用目的打下坚实的基础。为林木解磷微生物复合肥料的使用提供一定的理论基础和技术保障。
2. 国内外研究现状分析
细菌的分类鉴定一直处于不断完善之中。常规的分类鉴定主要依据细菌的形态学、代谢产物、表面抗原和酶活性等表型特征。目前,国内外出现了一些系统化、标准化和商品化的细菌鉴定系统,较有代表性的如api系统、enterotube系统和biolog全自动和手动系统等(stageretal.,1992)。这些鉴定系统的基础也是基于表型指标,它们的出现大大提高了工作效率。biolog公司根据细菌代谢的氧化-还原过程,于1989年推出了用于细菌鉴定的biolog自动鉴定系统。与传统方法相比,biolog系统具有自动化和标准化程度高、结果快速准确和操作简便等优点。biolog细菌鉴定系统已广泛应用于细菌快速鉴定,通过比较菌株对碳源利用的代谢指纹,用于细菌分类研究(ekkehardetal.,1997;姬广海等,2001;刘鹏等,2006)。目前,该系统已被美国等多个国家权威机构认可,其中包括fda、nasa、tigr和niaid等(williametal.,1991)。
随着分子生物学的发展,细菌鉴定方法逐渐从表型鉴定方法向分子遗传学鉴定方法迈进,出现了多种对细菌分类、鉴定的dna技术,它们的分类适用范围、辨别力、重复性、解释难易度和标准化各不相同,理想的基因分类技术应用能在各实验室之间产生恒定的、可比较分析的结果和建立可靠的数据库资料。分子遗传学鉴定法是核酸水平的鉴定,对细菌染色体或质粒dna进行分析,包括g cmol%含量测定、核酸杂交、pcr技术、16srrna和16-23srrna序列分析、全基因组测序等,此类方法使细菌种属定位和亲源关系判别由表型特征深化到了基因型的鉴定(焦振泉等,1996;程池等,2006)。
paul和sundara测定几株芽孢杆菌溶解磷酸三钙的效率高达19%,其中解磷能力最强的是巨大芽孢杆菌。1980年prikry等发现小麦根际的恶臭假单胞杆菌(pseudomonasputida)可以转化小麦根际分泌物中糖等有机化合物,刺激根分泌物的分泌。李繁等人从植物根际土壤中分离出7株有机磷微生物,经鉴定存在假单胞菌属(pseudomonas)。中国科学院前林业土壤研究所曾经从东北黑土中分离出一种具有分解核酸和卵磷脂的能力的假单胞菌(pseudomonassp.)。解磷巨大芽孢杆菌是发现最早、解磷效果最好、使用国家多和推广面积大的菌株,它兼有溶解磷酸三钙的能力(赵小蓉,2001)。
3. 研究的基本内容与计划
1、形态学鉴定:将筛选出的解有机磷菌株在na平板上培养,观察,观察细菌菌落生长特征,注意其形状、大小、颜色、透明度、边缘特征、隆起程度等,并作记录。同时用接种环挑取单菌落上的细菌各1环分别进行革兰氏染色和芽孢染色,镜检,记录结果。
2、生理生化鉴定:对筛选的菌株通过各种生化特性试验鉴定。包括氧化酶试验、接触酶实验、明胶水解实验、淀粉水解实验、柠檬酸盐利用实验、吲哚实验、伏普(vp)实验、硝酸盐还原实验等。
3、biolog鉴定:具体操作步骤参照该系统的鉴定说明书
4. 研究创新点
首次从枫香根际土壤中选出一株具有高效解有机磷的菌株进行鉴定。结合形态、生化、分子等多种技术措施的结果进行综合分析、比对。为研究开发和应用高效微生物菌肥,改善枫香林地土壤的微生态环境,调节土壤磷素供需矛盾提供优良的菌株资源,为枫香林适地适菌的施用目的打下坚实的基础。
