自生固氮菌的隔离鉴别

1、自生固氮菌的隔离鉴别 摘要：从非豆科作物根际土壤中分离筛选得到213个在无氮培养基上能良好生长的菌株，通过酶活测定，从中筛选得到18株固氮能力较强的菌株，并对其中酶活最高的4株菌株进行了鉴定，结果表明它们属于固氮菌科的不同属。利用它们可望制成适合于不同农作物生长的生物复合肥。 关键词：自生固氮菌；固氮酶；微生物肥料 0引言 微生物肥料的一些作用和生态效益是化学肥料所不具备的1，施用微生物肥料，能提高土壤肥力，刺激作物生长和抑制有害微生物的活动，从而达到增产的目的2。此外，生产微生物肥料投资少，可利用农副产品就地取材。因而，微生物肥料的生产吸引了许多研究者的兴趣。本文报道从水稻、小麦、玉米和蔬菜

2、等非豆科作物根际土壤中分离得到18株固氮能力较高的自生固氮菌，并对其中am65、bn72、cx58t、dy82四株固氮能力最高的菌株进行了分类鉴定，结果表明它们属于固氮菌科的不同属。 1材料和方法 1.1菌种 采集水稻、小麦、玉米和蔬菜等农作物的根际土壤土样56个，从中分离获得213株在无氮培养基上能良好生长的菌株。 1.2分离培养基及分离方法 1.2.1富集培养基 蔗糖15g，磷酸二氢钾0.8g，硫酸镁0.2g，氯化钠0.2g，碳酸钙1g，质量分数为10%的钼酸钠、硼酸、硫酸锰、硫酸亚铁(现配)水溶液各1mL，水1000mL，pH为6.57.0，在250mL三角瓶中，每瓶分装30mL，灭菌备

3、用。 1.2.2富集培养方法 取35g土样用50mL水制成混浊液，吸取5mL悬浮液装入盛有30mL富集培养液的250mL三角瓶中，100rpm，28，培养35天后，换新鲜培养基继续培养，重复45次后，稀释分离。 1.2.3平板分离培养基 在富集培养基中加入2%琼脂制成平板分离培养基，灭菌后，倒入无菌培养皿中备用。 1.2.4分离方法 取富集培养后的培养液，稀释涂布平板分离培养基。28培养2天后，将在稀释度较大的平板上，生长较大的菌落移入斜面。培养后，保藏备用。 1.3固氮酶活性测定 1.3.1气相色谱法 参考文献3的方法，略加改变，将2mL乙炔气体冲入试管斜面内，塞上无菌橡皮塞，28，培养24

4、h后，用气相色谱仪测量固氮酶的活性，每种取45个重复，进样量100L，按以下公式进行计算酶活。 EA1=(58.0SeTPe)/(SbTePt) (mol/h(斜面) Se：乙烯峰面积;T：开氏绝对温度(T=273.13K) Pe：实验条件下的大气压强(Pa); Sb：乙炔峰面积;Te：实验条件下的温度(K); P：绝对大气压强(P=101324.72Pa); t=培养时间(t=24h) 1.3.2微量凯氏定氮法4用以下公式计算含氮量： EA2=(V1-V2)141000)/V(mg/L) V1：样品滴定时用去的0.01N标准硫酸溶液毫升数; V2：空白滴定时用去的0.01N标准硫酸溶液毫升数

5、; 14：是1个毫克当量氮的毫克数; V：发酵液样品毫升数。 2结果和讨论 2.1分离结果 从非豆科作物根际土壤中分离得到213个菌株，用气相色谱法和微量凯氏定氮法测定它们的固氮酶活性。结果发现，34株没有固氮能力(含氮量10mg/mL)，其中am65、bn72、cx58和dy82四株菌产酶能力最高。表1对固氮能力较强的18株菌株的酶活测定结果进行了统计。 表1：固氮酶活力测定结果(18株菌株) 表1中，EA1(mol/h斜面)是用气相色谱法测定各菌株的试管斜面的固氮酶活性值。按以下公式计算：EA1=(58.0SeTPe)/(SbTePt) 虽然理论上，在固定条件下，乙炔还原活性与固氮酶对氮气

6、的固定活性呈正相关，但在实际实验过程中，会由于斜面的新鲜程度，斜面培养基中的某些组成等原因，而影响实验结果的准确性，所以，每种菌都取5支对数生长期的斜面做重复试验，以尽量减少误差。EA2(mg/L)是将菌株接种到无氮培养液中，28，100rpm培养7天后，用微量凯氏定氮法测定最终发酵液的含氮量。按以下公式计算：EA2=(V1-V2)141000)/V(mg/L)经回归分析6，EA1与EA2呈强正直线相关(相关系数r=0.9527)，回归方程为EA2=7.9560+0.5016EA1，其结果与文献3的有关报道相似。 2.2鉴定结果 2.2.1形态特征见表2所示。 表2形态特征 2.2.2生理生化

7、特征见表3所示。 表3生理生化特征 表4褐球固氮菌、拜氏固氮菌和敏捷单孢菌模式种的特征5 2.2.3命名 根据以上形态和生理生化特征，参照伯杰细菌鉴定手册(表4、表5列出了其中有关模式种的鉴别特征)，将以上四株菌命名如下： am65：与固氮菌科，氮单胞菌属的敏捷单胞菌相近，但甘露醇发酵及淀粉分解试验与模式种不同，暂定名为氮单胞菌am65(Azomonassp.am65)。 bn72：与固氮菌科，固氮菌属的褐球固氮菌相同，定名为褐球固氮菌bn72(Azotobacterchroococ-cumbn72)。 cx58：为固氮菌科，拜叶林氏菌属。兼有弗来明拜叶林氏菌和运动拜叶林氏菌的部分特征，其种的

8、特征还有待于进一步鉴定，暂定名为拜叶林氏菌cx58(Beijerinckiasp.cx58)。 dy82：与固氮菌科，固氮菌属，拜氏固氮菌相同，定名为拜氏固氮菌dy82(Azotobacterbeijerinckiidy82)。 表5拜叶林氏菌属内运动拜叶林氏菌和弗来明拜叶林氏菌的特征5 注：+：少数细胞，绝大多数在幼龄时期;*：数字是代表在培养基上生长的菌株的百分数; +(-)：大约所测定菌株的40%50%为阳性;+：生长好;-/W：反应阴性或弱。 参考文献： 1陈廷伟,葛诚.我国微生物肥料发展趋向J.土壤肥料,1995,(6):1620. 2李元芳.有效活菌数的测定方法允许差与判定J.土壤肥料,1997,(4):4344. 3程萍.固氮菌肥料生产菌株的酶活性测定J.土壤肥料,1995,(1):4446. 4无锡轻工业学院等合编.食品分析M.北京:轻工业出版社,1991.216219. 5布坎南RE,吉本斯NE等.伯杰细