泾阳链霉菌代谢产物生物活性研究

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摘要：对泾阳链霉菌（Streptomyces jingyangensis）代谢产物的生物活性进行了研究。考察了泾阳链霉菌的发酵液和菌丝体对小麦发芽、生长的影响，及对土壤固氮、解磷、解钾性能和有机质含量的影响。试验结果表明，泾阳链霉菌发酵液对小麦发芽有一定的抑制作用，对小麦生长有较强的促进作用；菌丝体对小麦发芽和生长均有一定的促进作用；发酵液和菌丝体处理后，小麦呼吸强度均较强；发酵液和菌丝体均有一定的固氮、解钾、解磷作用；经发酵液和菌丝体能使土壤有机质含量提高，增加土壤的肥力。

关键词：泾阳链霉菌（Streptomyces jingyangensis）；代谢产物；生物活性

中图分类号：S—3 文献标识码：A 文章编号：0439—8114（2012）19—4254—03

泾阳链霉菌（Streptomyces jingyangensis）的代谢产物能促进有机物分解，转化土壤中氮、磷元素，提高农作物对肥料的利用能力，使养分有效化，同时还具有促进腐殖质的形成和产生多糖的能力。以泾阳（细黄）链霉菌为目的菌株，经深层发酵而形成的液体或固体微生物制剂中所含微生物能促进农作物生长与根系发育，有利于农作物吸收营养和抗旱、保水，抑制病原微生物的生长，减少植物病害，达到增产、增质的功效，是集肥、药、生长调节剂于一身的多功能生物制剂，是生产绿色食品的好肥料。泾阳链霉菌作为一种新型的微生物菌肥被施用，可减少化肥施入量，减少环境污染[1—4]。为提高泾阳链霉菌稳定性，完善质量标准，改进生产工艺，提高产品的质量稳定性与抗逆性，本研究对泾阳链霉菌发酵产物生物活性进行了研究。本研究对开发新型微生物肥料，减少环境污染、节约能源、促进自然界的物质循环具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 菌株 泾阳链霉菌由陕西科技大学制药工程教研室提供。

1.1.2 发酵培养基 豆饼粉20 g，葡萄糖20 g， NaCl 3 g，CaCO3 1 g，去离子水1 000 mL，调节pH 至7.2～7.5。

1.1.3 试验样液 泾阳链霉菌发酵液（A0液）：将泾阳链霉菌接种于发酵培养基，接种量为1.5%，28 ℃、120 r/min摇床培养5 d，收集培养液，4 000 r/min离心15 min，取上清液稀释10倍，记为A0液；空白发酵液（B0液）：取相同量泾阳链霉菌发酵培养基，28 ℃、120 r/min摇床培养5 d，收集培养液，4 000 r/min离心15 min，取上清液稀释10倍，记为B0液；菌丝悬浮液（C0液）：将泾阳链霉菌接种于发酵培养基，接种量为1.5%，28 ℃、120 r/min摇床培养5 d，收集培养液，4 000 r/min离心15 min，取沉淀菌丝体5 g配成50 mL悬浮液，记为C0液；空白菌丝悬浮液（D0液）：取相同量泾阳链霉菌发酵培养基，28 ℃、120 r/min摇床培养5 d，收集培养液，4 000 r/min离心15 min，取沉淀5 g配成50 mL悬浮液，记为D0液。

1.2 试验方法

1.2.1 植物生长指标测定 取平皿12个，各装土30 g，每皿点小麦种子20粒，再覆盖10 g土于小麦种子上。定期分别向各平皿浇入15 mL A0、B0、C0、D0液，室温条件下培养[5，6]。植物发芽率测定：测试各个平皿中小麦的发芽个数，计算小麦的发芽率（小麦的发芽率=小麦的平均发芽个数/播种的总个数）；植物生长速率测定：在小麦生长后的5 d、8 d、11 d分别测量小麦麦苗高度，计算小麦的生长速率R（mm/d）（R=小麦的生长高度变化/小麦生长的天数）；植物呼吸强度测定：分别取上述小麦苗中生长状况基本相同的小麦苗6株，各剪取2.00 g茎叶组织，悬挂于装有100 mL 1 mol/L NaOH溶液的500 mL输液瓶中，将其密封，从瓶塞中部引出一支直径约1 mm的透明软管，插入滴有红墨水的水中，测量并记录12 h后水柱上升的高度。

1.2.2 固氮、解钾、解磷能力测定 固氮能力测定：37 ℃干燥至恒重的土壤过筛（100目），称3.00 g土样共4份。分别用40 mL A0、B0、C0、D0液浸泡，每天添加一定的去离子水，确保体积不变，15 d后将4份土壤处理液4 000 r/min离心15 min，所得沉淀37 ℃干燥至恒重，利用凯氏定氮法测定土壤中氮的含量W[6，7]。解钾能力测定：分别用A0、B0、C0、D0液处理钾长石矿粉，离心后取上清液，加入质量浓度为100 g/L的柠檬酸溶液，搅拌后再加0.1%甲基橙指示剂溶液2滴，再用质量浓度为80 g/L的氢氧化钠溶液滴定至黄色，用去离子水稀释。搅拌下滴加四苯硼酸钾溶液，盖上表面皿静置沉淀15 min，观察其浑浊程度[8]。解磷能力测定：分别采用解磷透明圈法和钼蓝比色法测定泾阳链霉菌代谢产物解磷透明圈直径和土壤中磷含量[9]。

1.2.3 土壤有机质含量的测定 称取过60目筛的土样10.00 g于平皿中，每个平皿中再加入0.50 g小麦苗及绿豆苗（用研钵研碎混匀）作为有机质，分别用10 mL A0、B0、C0、D0液浸泡，室温条件下浸泡10 d后，置于离心机中4 000 r/min离心18 min，将沉淀物于37 ℃下干燥至恒重。利用重铬酸钾容量法测定土壤中有机质含量[10]。

2 结果与分析

试验结果如表1、表2、表3所示（用A0、B0、C0、D0液处理的试样分别记为1#、2#、3#、4#）。由表1可知，泾阳链霉菌菌丝体对小麦发芽有一定促进作用，而发酵液对小麦发芽有抑制作用，表明泾阳链霉菌代谢过程中可产生某种胞外产物，对小麦发芽有一定毒性；泾阳链霉菌的菌丝体及发酵液均对小麦生长有一定促进作用，其中发酵液对小麦生长的促进作用强于菌丝体。可能是由于泾阳链霉菌在代谢过程中产生了植物生长激素或者促进生长激素合成的物质，从而促进了小麦生长，并且这种代谢产物是胞外产物。

由表2可知，泾阳链霉菌的发酵液与菌丝体均有固氮作用。由（W1#—W2#）/W2#=0.187，（W3#—W4#）/W4#=0.233可知，泾阳链霉菌的菌丝体的固氮能力略强于发酵液的固氮能力，表明泾阳链霉菌在代谢过程中能够产生固氮酶，且为胞内产物。泾阳链霉菌发酵液有一定的解钾作用，而菌丝体几乎没有解钾作用，表明泾阳链霉菌代谢产物可促使矿物质钾转化为水溶性钾。泾阳链霉菌代谢产物有一定的解磷性能，表明泾阳链霉菌在生长过程中可产生磷酸酶使有机磷转化为无机磷。同时通过钼蓝比色法可知，泾阳链霉菌的发酵液及菌丝体均有一定的解磷效果，其中发酵液的解磷效果远高于菌丝体的解磷效果，表明泾阳链霉菌代谢过程可能产生有机酸或者磷酸酶使难溶性磷释放出来，并且这种有机酸或磷酸酶可能是胞外产物。

由表3可知，泾阳链霉菌发酵液和菌丝体处理土样均能加速绿豆苗和小麦苗的腐烂，增加土样的腐殖质，使土壤中的有机质含量升高，使土壤肥沃。表明泾阳链霉菌代谢产物可能能够加速农家肥或秸秆的腐烂，增加土壤腐殖质。

3 小结与讨论

本研究结果表明，泾阳链霉菌代谢产物在促进植物生长，转化土壤中氮、磷元素，提高作物对肥料的利用能力，使养分有效化，促进腐殖质的形成等方面具有较强的作用，在开发新型微生物肥料、减少环境污染、节约能源方面具备很大潜力。通过本研究可以了解其具体作用方式及作用物质，进而有针对性地进行应用，大大提高其经济效益与社会效益。因此对于提高其性能稳定、完善其质量标准具有显著意义。

参考文献：

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[10] NY/T 1121.6—2006，土壤检测第6部分：土壤有机质的测定[S].2006.