杨树内生吡咯伯克霍尔德氏菌JK-SH007解磷机制的研究.pdf

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杨树内生吡咯伯克霍尔德氏菌JK-SH007解磷机制的研究

中文摘要

磷是植物正常生长代谢不可缺少的一种生源要素,虽然土壤中的总磷含量较多,

但是土壤中的可溶性磷占比较少,大多数的磷都以难溶性磷沉积在土壤中,植物无法

利用这部分磷。解磷微生物(Phosphate-SolubilizingMicroorganisms,PSMs)是一类能将

难溶性的磷酸盐转化为可溶性磷的微生物。目前人们对解磷细菌(Phosphorus

SolubilizingBacteria,PSB)的研究相对较多。解磷细菌具有在自然界中种类和数量较多、

分布较广、容易获得、生长较快及易大规模生产培养等优点。然而由于解磷细菌种类

繁多,其解磷调控机制较复杂,开展针对高效解磷菌株的解磷机制研究十分必要。

本文以前期实验室分离得到的一株杨树内生促生长生防细菌吡咯伯克霍尔德式菌

JK-SH007为研究对象,针对其解磷活性及解磷机制开展了如下研究:

1JK-SH007pH

()采用单因素试验检测菌株在不同碳源、氮源、磷源、和外源添

加KHPO等条件下解磷强弱的变化,对JK-SH007解磷培养条件进行优化。结果可知

24

JK-SH007最适合解磷的条件碳源为葡萄糖、氮源为硫酸铵、磷源为磷酸钙;初始pH

在5-7范围为该菌株发挥解磷功能的最适pH范围;随着外源KHPO添加量的增加,

24

JK-SH007菌株发酵液中可溶性磷含量逐渐下降。当KHPO零添加时,可溶性磷含量

24

519.588mg/LJK-SH007

为,菌株的解磷能力表现最强。

(2)JK-SH007菌株的全基因组注释发现其存在解磷相关基因gabY、gcd和PQQ

pqqABCDEJK-SH007

基因簇()。为了研究这些基因是否参与了菌株的解磷活性调控,

选用PDM4-phes质粒作为自杀载体,采用同源重组的方法对其解磷基因gabY、gcd和

PQQpqqABCDEpBBR1MCS-1

基因簇()进行敲除,获得相应的敲除突变株。并选用

作为表达载体分别构建了gcd和pqqE基因功能回补株Δgcd/pBBR1MCS-1-gcd和

ΔpqqE/pBBR1MCS-1-pqqE。

(3)对JK-SH007野生株(WT)和敲除株的解磷活性进行检测。结果表明,接种

JK-SH007NBRIP2d

的培养基中可溶性磷含量呈现先增加后下降的趋势,在第时培养

基中可溶性磷含量最高,可溶性磷为528.498mg/L。由此说明JK-SH007菌株是一株快

速解磷菌,可在短时间内快速溶解难溶性磷。与野生株(WT)相比,ΔgabY、ΔpqqA、

I

ΔpqqB、ΔpqqC和ΔpqqD敲除株在NBRIP固体平板菌落周围有解磷圈产生,定量测定

也表明其可溶性磷含量与WT无明显差异。但是Δgcd和ΔpqqE敲除株无解磷圈产生且

gcdpqqEΔgcd/pBBR1MCS-1-gcd

培养基中可溶性含量显著降低。和基因回补株和

ΔpqqE/pBBR1MCS-1-pqqE使Δgcd和ΔpqqE敲除株解磷能力得到了恢复。为了探究

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