具促生功能拟蕈状芽孢杆菌(Bacillus paramycoides)SH-1464发酵条件优化及其活性

申云鑫; 赵江源; 王楠; 李铭刚; 施竹凤; 冯路遥; 李者芬; 陈齐斌; 杨佩文; 《微生物学通报 》 2023 北大核心 CSCD

摘要：【背景】植物根际促生菌在促进植物生长、提高植物系统抗性及改善土壤养分状况等方面具有极大的应用潜力。【目的】为微生物菌肥的开发利用提供高效微生物资源。【方法】采用稀释涂布平板法分离烟草根际土壤可培养细菌，利用PVK培养基筛选具强溶无机磷活性的菌株，结合钼锑抗比色法测定菌株溶磷活性；利用Salkowski's比色液检测菌株产吲哚乙酸(indole acetic acid,IAA)活性；以菌株溶磷量和IAA产量为指标，采用单因素试验设计进行发酵条件优化，以得到菌株溶磷活性和产IAA的最佳发酵方案；基于种子促发芽及幼苗促生长试验验证菌株的促生效果；结合形态学、生理生化和16S rRNA基因序列对菌株进行分类学鉴定。【结果】于烟草根际土壤分离得到127个不同分类的菌株，10个菌株具溶无机磷的能力，其中菌株SH-1464溶磷活性最强，溶磷圈直径为16.11mm，溶磷量为119.22mg/L;Salkowski's比色结果表明，菌株具有极强的产IAA活性，为39.88 μg/mL。单因素试验结果表明，菌株SH-1464溶磷的最佳碳源为10 g/L葡萄糖，最佳氮源为0.5 g/L蛋白胨，最佳无机磷源及其添加量为2.5 g/L磷酸三钙，最佳初始pH值为7.5，温度30℃，转速200 r/min；菌株SH-1464产IAA最佳培养条件为：麦芽糖10 g/L，酵母粉5 g/L,NH_4NO_3 10 g/L，氯化钾2.5 g/L,L-色氨酸0.1g/L,pH 6.5，温度30℃，转速180 r/min。基于单因素试验结果进行优化前后菌株溶磷量及IAA产量对比试验可知，优化后菌株的溶磷量为225.9 mg/L，提升84.5%;IAA产量为75.3μg/mL，提升88.8%。促生试验结果表明：菌株SH-1464处理下番茄种子的发芽率提高84.5%，株高提高55.1%，茎围提高32.5%，根长、根重分别提高16.4%和149%，地上部分鲜重和干重分别提高172.2%和203.6%。结合形态学和分子生物学鉴定菌株SH-1464为拟蕈状芽孢杆菌(Bacillus paramycoides,GenBank登录号为ON417365，保藏号为CCTCCM 2022924)；此外，菌株还具有产蛋白酶、产纤维素酶、固氮、分泌铁载体的能力。【结论】菌株SH-1464具有强溶无机磷、固氮、分泌IAA、产蛋白酶、产纤维素酶及分泌铁载体等能力，可显著提高番茄种子的发芽率，对番茄幼苗株高、茎围、根长、根重、地上部分鲜重和干重等农艺性状具有显著促进作用，可作为高效微生物资源在微生物菌剂的开发利用等方面展现广泛应用前景。

关键词： 拟蕈状芽孢杆菌 无机磷 吲哚乙酸(IAA) 发酵条件优化 微生物肥料