土壤产铁载体细菌的筛选及其对铁氧化物的活化与利用

摘要

【背景】土壤中铁主要以难溶态铁氧化物的形式存在,有效性较低,产铁载体细菌对铁氧化物的活化是提高铁利用效率的有效途径。【目的】从林木土壤筛选产铁载体细菌,并观察菌株对难溶性铁氧化物的利用效应,可为土壤微生物资源开发及其在养分调控中的作用提供理论依据。【方法】通过CAS检测法从林木根系附近表层土壤中分离产铁载体细菌,借助生物培养实验分析温度和pH对微生物生长和铁载体产生的影响,通过振荡平衡实验,探究细菌产铁载体对铁氧化物的活化效应。【结果】通过CAS检测法从林木根系附近表层土壤中分离得到12株产铁载体细菌,16S rRNA基因扩增子测序初步鉴定结果显示筛选细菌均为假单胞菌属。选取铁载体产生能力和生长活性较高的两株细菌ARSB02和CNRSB01作为重点研究对象,结果显示,不同条件下CNRSB01的生物量和铁载体产量均高于菌株ARSB02,22 h时菌株ARSB02和CNRSB01的铁载体活性单位分别达到67.07%和84.60%。pH 5.0-8.0的范围内两株细菌可以保持较好的铁载体产生能力,菌株ARSB02和CNRSB01在pH7.0时铁载体产生能力最强,铁载体活性单位分别达到38.98%和48.77%。铁载体产生最适温度为25-30℃,菌株ARSB02和CNRSB01在30℃时铁载体产生能力最强,铁载体活性单位分别达到42.35%和56.06%。在针铁矿悬液中ARSB02和CNRSB01均能较好地生长,菌株ARSB02在铁氧化物比例为0.03 g/L时生物量最高,OD_(420)值为0.75,菌株CNRSB01在铁氧化物比例为0.015g/L时生物量最高,OD_(420)值为1.11。而且细菌铁载体对铁氧化物有一定的活化效应,144h时菌株ARSB02和CNRSB01对针铁矿的活化量分别达到12.99μmol/L和16.50μmol/L。【结论】从林木根系附近表层土壤中分离得到的产铁载体细菌均属于假单胞菌,产铁载体细菌对铁氧化物有一定的活化能力,研究结果在林木土壤微生物资源开发和应用中具有重要的意义。