涇陽鏈霉菌代謝產物生物活性研究

摘要：對涇陽鏈霉菌（Streptomyces jingyangensis）代謝產物的生物活性進行了研究?？疾炝藳荜栨溍咕陌l酵液和菌絲體對小麥發芽、生長的影響，及對土壤固氮、解磷、解鉀性能和有機質含量的影響。試驗結果表明，涇陽鏈霉菌發酵液對小麥發芽有一定的抑制作用，對小麥生長有較強的促進作用；菌絲體對小麥發芽和生長均有一定的促進作用；發酵液和菌絲體處理后，小麥呼吸強度均較強；發酵液和菌絲體均有一定的固氮、解鉀、解磷作用；經發酵液和菌絲體能使土壤有機質含量提高，增加土壤的肥力。

關鍵詞：涇陽鏈霉菌（Streptomyces jingyangensis）；代謝產物；生物活性

中圖分類號：S—3 文獻標識碼：A 文章編號：0439—8114（2012）19—4254—03

涇陽鏈霉菌（Streptomyces jingyangensis）的代謝產物能促進有機物分解，轉化土壤中氮、磷元素，提高農作物對肥料的利用能力，使養分有效化，同時還具有促進腐殖質的形成和產生多糖的能力。以涇陽（細黃）鏈霉菌為目的菌株，經深層發酵而形成的液體或固體微生物制劑中所含微生物能促進農作物生長與根系發育，有利于農作物吸收營養和抗旱、保水，抑制病原微生物的生長，減少植物病害，達到增產、增質的功效，是集肥、藥、生長調節劑于一身的多功能生物制劑，是生產綠色食品的好肥料。涇陽鏈霉菌作為一種新型的微生物菌肥被施用，可減少化肥施入量，減少環境污染[1—4]。為提高涇陽鏈霉菌穩定性，完善質量標準，改進生產工藝，提高產品的質量穩定性與抗逆性，本研究對涇陽鏈霉菌發酵產物生物活性進行了研究。本研究對開發新型微生物肥料，減少環境污染、節約能源、促進自然界的物質循環具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 菌株 涇陽鏈霉菌由陜西科技大學制藥工程教研室提供。

1.1.2 發酵培養基 豆餅粉20 g，葡萄糖20 g， NaCl 3 g，CaCO3 1 g，去離子水1 000 mL，調節pH 至7.2～7.5。

1.1.3 試驗樣液 涇陽鏈霉菌發酵液（A0液）：將涇陽鏈霉菌接種于發酵培養基，接種量為1.5%，28 ℃、120 r/min搖床培養5 d，收集培養液，4 000 r/min離心15 min，取上清液稀釋10倍，記為A0液；空白發酵液（B0液）：取相同量涇陽鏈霉菌發酵培養基，28 ℃、120 r/min搖床培養5 d，收集培養液，4 000 r/min離心15 min，取上清液稀釋10倍，記為B0液；菌絲懸浮液（C0液）：將涇陽鏈霉菌接種于發酵培養基，接種量為1.5%，28 ℃、120 r/min搖床培養5 d，收集培養液，4 000 r/min離心15 min，取沉淀菌絲體5 g配成50 mL懸浮液，記為C0液；空白菌絲懸浮液（D0液）：取相同量涇陽鏈霉菌發酵培養基，28 ℃、120 r/min搖床培養5 d，收集培養液，4 000 r/min離心15 min，取沉淀5 g配成50 mL懸浮液，記為D0液。

1.2 試驗方法

1.2.1 植物生長指標測定 取平皿12個，各裝土30 g，每皿點小麥種子20粒，再覆蓋10 g土于小麥種子上。定期分別向各平皿澆入15 mL A0、B0、C0、D0液，室溫條件下培養[5，6]。植物發芽率測定：測試各個平皿中小麥的發芽個數，計算小麥的發芽率（小麥的發芽率=小麥的平均發芽個數/播種的總個數）；植物生長速率測定：在小麥生長后的5 d、8 d、11 d分別測量小麥麥苗高度，計算小麥的生長速率R（mm/d）（R=小麥的生長高度變化/小麥生長的天數）；植物呼吸強度測定：分別取上述小麥苗中生長狀況基本相同的小麥苗6株，各剪取2.00 g莖葉組織，懸掛于裝有100 mL 1 mol/L NaOH溶液的500 mL輸液瓶中，將其密封，從瓶塞中部引出一支直徑約1 mm的透明軟管，插入滴有紅墨水的水中，測量并記錄12 h后水柱上升的高度。

1.2.2 固氮、解鉀、解磷能力測定 固氮能力測定：37 ℃干燥至恒重的土壤過篩（100目），稱3.00 g土樣共4份。分別用40 mL A0、B0、C0、D0液浸泡，每天添加一定的去離子水，確保體積不變，15 d后將4份土壤處理液4 000 r/min離心15 min，所得沉淀37 ℃干燥至恒重，利用凱氏定氮法測定土壤中氮的含量W[6，7]。解鉀能力測定：分別用A0、B0、C0、D0液處理鉀長石礦粉，離心后取上清液，加入質量濃度為100 g/L的檸檬酸溶液，攪拌后再加0.1%甲基橙指示劑溶液2滴，再用質量濃度為80 g/L的氫氧化鈉溶液滴定至黃色，用去離子水稀釋。攪拌下滴加四苯硼酸鉀溶液，蓋上表面皿靜置沉淀15 min，觀察其渾濁程度[8]。解磷能力測定：分別采用解磷透明圈法和鉬藍比色法測定涇陽鏈霉菌代謝產物解磷透明圈直徑和土壤中磷含量[9]。

1.2.3 土壤有機質含量的測定 稱取過60目篩的土樣10.00 g于平皿中，每個平皿中再加入0.50 g小麥苗及綠豆苗（用研缽研碎混勻）作為有機質，分別用10 mL A0、B0、C0、D0液浸泡，室溫條件下浸泡10 d后，置于離心機中4 000 r/min離心18 min，將沉淀物于37 ℃下干燥至恒重。利用重鉻酸鉀容量法測定土壤中有機質含量[10]。

2 結果與分析

試驗結果如表1、表2、表3所示（用A0、B0、C0、D0液處理的試樣分別記為1#、2#、3#、4#）。由表1可知，涇陽鏈霉菌菌絲體對小麥發芽有一定促進作用，而發酵液對小麥發芽有抑制作用，表明涇陽鏈霉菌代謝過程中可產生某種胞外產物，對小麥發芽有一定毒性；涇陽鏈霉菌的菌絲體及發酵液均對小麥生長有一定促進作用，其中發酵液對小麥生長的促進作用強于菌絲體。可能是由于涇陽鏈霉菌在代謝過程中產生了植物生長激素或者促進生長激素合成的物質，從而促進了小麥生長，并且這種代謝產物是胞外產物。

由表2可知，涇陽鏈霉菌的發酵液與菌絲體均有固氮作用。由（W1#—W2#）/W2#=0.187，（W3#—W4#）/W4#=0.233可知，涇陽鏈霉菌的菌絲體的固氮能力略強于發酵液的固氮能力，表明涇陽鏈霉菌在代謝過程中能夠產生固氮酶，且為胞內產物。涇陽鏈霉菌發酵液有一定的解鉀作用，而菌絲體幾乎沒有解鉀作用，表明涇陽鏈霉菌代謝產物可促使礦物質鉀轉化為水溶性鉀。涇陽鏈霉菌代謝產物有一定的解磷性能，表明涇陽鏈霉菌在生長過程中可產生磷酸酶使有機磷轉化為無機磷。同時通過鉬藍比色法可知，涇陽鏈霉菌的發酵液及菌絲體均有一定的解磷效果，其中發酵液的解磷效果遠高于菌絲體的解磷效果，表明涇陽鏈霉菌代謝過程可能產生有機酸或者磷酸酶使難溶性磷釋放出來，并且這種有機酸或磷酸酶可能是胞外產物。

由表3可知，涇陽鏈霉菌發酵液和菌絲體處理土樣均能加速綠豆苗和小麥苗的腐爛，增加土樣的腐殖質，使土壤中的有機質含量升高，使土壤肥沃。表明涇陽鏈霉菌代謝產物可能能夠加速農家肥或秸稈的腐爛，增加土壤腐殖質。

3 小結與討論

本研究結果表明，涇陽鏈霉菌代謝產物在促進植物生長，轉化土壤中氮、磷元素，提高作物對肥料的利用能力，使養分有效化，促進腐殖質的形成等方面具有較強的作用，在開發新型微生物肥料、減少環境污染、節約能源方面具備很大潛力。通過本研究可以了解其具體作用方式及作用物質，進而有針對性地進行應用，大大提高其經濟效益與社會效益。因此對于提高其性能穩定、完善其質量標準具有顯著意義。

參考文獻：

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