促生菌对土壤养分、酶活性及细菌群落功能多样性的影响

[目的]探讨植物促生菌对土壤理化特性及细菌群落功能多样性的影响,为高效微生物菌肥的制备及应用提供参考依据.[方法]选用5株对植物生长有促进作用的菌株(PAL5、CA1、CN11、DX120E和WZS021),将菌株分别接种至灭菌土壤(以不接种为对照),通过测定土壤pH、氮磷钾养分含量及土壤碱性磷酸酶、过氧化氢酶和脲酶活性,评价不同促生菌株对土壤肥力的影响;同时运用Biolog测定方法对土壤中的细菌群落功能多样性进行探究.[结果]促生菌处理可显著提高土壤pH及土壤速效和缓效养分含量(P<0.05,下同),同时可促使土壤无机磷向可溶性磷转化,显著降低无机磷含量;促生菌处理的土壤碱性磷酸酶、过氧化氢酶和脲酶活性也显著高于对照,其中,CN11处理的碱性磷酸酶活性是对照的3.64倍,DX120E处理的过氧化氢酶和脲酶活性分别是对照的2.34和4.52倍.Biolog测定结果显示,接种促生菌可提高细菌总代谢活性,其中CN11处理的微生物活性最高.各菌株处理后,土壤细菌群落物种丰富度指数、优势度指数和均匀度指数均显著高于对照;主成分分析结果表明,接种促生菌可调控土壤细菌群落功能多样性及土壤细菌群落结构,其中CN11和DX120E处理的土壤微生物碳源代谢能力较强.[结论]施用促生菌可不同程度地提高土壤养分及土壤酶活性,调控土壤细菌群落结构.CN11和DX120E处理在土壤养分的活化及提高土壤酶活性和细菌群落多样性等方面效果较佳.     

甘蔗内生固氮菌Klebsiella variicola DX120E溶磷基因GDH和pqqE的克隆及溶磷特性分析

葡萄糖脱氢酶（GDH）和吡咯喹啉醌（PQQ）对溶磷微生物溶解无机磷具有重要作用。本研究为了探讨甘蔗内生固氮菌变栖克雷伯菌（Klebsiella variicola）DX120E的溶磷机制,从该菌中克隆溶磷基因GDH和pqqE的ORF,并进行了生物信息学分析,同时还研究了该菌对不同磷源的利用能力。结果表明：克隆得到甘蔗内生固氮菌Klebsiella variicola DX120E GDH和pqqE基因的ORF分别为2373 bp和1143 bp,编码氨基酸分别为790个和380个。生物信息学分析结果表明,GDH蛋白为稳定蛋白,pqqE蛋白为不稳定蛋白。GDH蛋白是一个与细胞信号传导有关的膜受体蛋白,具有PQQ_membr_DH、PQQ_mGDH功能域和PQQ_DH_like超家族蛋白结构;pqqE基因编码的蛋白是胞内蛋白,含有1个PQQ_syn_pqqE功能域和Radical SAM超家族蛋白的结构。内生固氮菌Klebsiella variicola DX120E对不同磷源的利用和GDH和pqqE基因在不同磷源培养时的qRT-PCR分析表明,该菌对不同磷源的溶磷能力表现为FePO₄>AlPO₄>Ca₃(PO₄)₂,且溶解FePO₄的能力与溶解Ca₃(PO₄)₂、AlPO₄等难溶磷源的差异均显著（P<0.05）。在几种磷源条件下,GDH和pqqE基因相对表达量均增加,且2个基因的表达量变化趋势一致。GDH和pqqE基因在以FePO₄为磷源条件下的表达量与以Ca₃(PO₄)₂为磷源的表达量差异显著（P<0.05）。本研究可为进一步研究内生固氮菌与甘蔗的互作和溶磷机制提供参考。