林鈺柵，劉景春，盧豪良，丁友芳，嚴(yán)重玲*

（1.濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（廈門大學(xué)），福建 廈門 361102；2.廈門市園林植物園，福建 廈門 361003）

土壤中的磷含量是影響濕地初級(jí)生產(chǎn)力、物種結(jié)構(gòu)和功能的重要因素，與紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的群落結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)力息息相關(guān)。然而，紅樹林生境普遍存在低氧化還原電位、周期性淹水、高有機(jī)質(zhì)含量等特性，大部分磷酸鹽被土壤間隙水中的Ca、Fe、Al等離子固定或被有機(jī)物質(zhì)吸附，土壤中具生物有效性的磷酸鹽含量常處于較低水平，導(dǎo)致多地區(qū)紅樹植物生長(zhǎng)受到限制。

潛在的磷酸鹽危機(jī)（Potential phosphate crisis）已成為21 世紀(jì)全球可持續(xù)發(fā)展的重要挑戰(zhàn)之一。土壤中的微生物在磷循環(huán)和生態(tài)平衡中的重要性日益凸顯，尤其是其中的解磷微生物（Phosphate-solubilizing microorganisms，PSMs）。解磷微生物具有溶解無機(jī)磷或礦化有機(jī)磷的能力，從而可以將難溶性磷酸鹽轉(zhuǎn)化為植物或微生物可直接吸收并利用的形態(tài)，利用微生物解磷也被認(rèn)為是提高土壤磷利用率最經(jīng)濟(jì)和友好的方法。

近年來，解磷微生物在紅樹林生態(tài)系統(tǒng)中的作用受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，但研究主要集中于解磷細(xì)菌的生物多樣性、解磷特性及其對(duì)植物的促生效果。TEYMOURI 等從潮間帶紅樹根部篩選出了芽孢桿菌屬（sp.）、假單胞菌屬（sp.）和不動(dòng)桿菌屬（sp.）。駱韻涵等從羅源灣紅樹根際土壤中篩選出了洋蔥伯克霍爾德菌（）和短小芽孢桿菌（），并研究了菌株的解磷特性和動(dòng)態(tài)解磷過程。然而，與解磷細(xì)菌相比，解磷真菌可分泌更多有助于自由磷酸根離子釋放的低分子量有機(jī)酸，解磷真菌的解磷能力通常是解磷細(xì)菌的幾倍甚至更高的水平，同時(shí)，真菌的遺傳性狀比細(xì)菌的遺傳性狀更穩(wěn)定。因此，本研究重點(diǎn)關(guān)注紅樹林生態(tài)系統(tǒng)中的解磷真菌。

為應(yīng)對(duì)紅樹林濕地以每年0.16%～0.39%的速度持續(xù)退化的困境，深入研究紅樹林解磷真菌的解磷特征，挖掘解磷真菌與紅樹植物之間的互利合作關(guān)系對(duì)退化加速、營(yíng)養(yǎng)貧瘠的紅樹林尤其重要。紅樹林生境的特殊性使其可能蘊(yùn)藏著不同于其他生態(tài)系統(tǒng)的寶貴微生物資源，加之根際效應(yīng)（Rhizosphere effect）的影響，根際區(qū)域成為篩選有益功能微生物的最好來源。因此，本研究分離和篩選出紅樹根際土壤中的解磷真菌，分析其對(duì)該生境中多種典型難溶性磷酸鹽的解磷特性，并以抗寒、耐淹的廣布先鋒種桐花樹（）作為供試植物，評(píng)估高效解磷真菌在影響桐花樹幼苗生長(zhǎng)、根系活力、營(yíng)養(yǎng)吸收、光合作用等方面的潛在功能。

1 材料與方法

1.1 解磷真菌的分離和篩選

從福建省漳江口國(guó)家紅樹林自然保護(hù)區(qū)中挑選生長(zhǎng)良好的健康紅樹植株，參照XIE 等的方法采集根際土壤（0～20 cm）。采用添加0.5%的Ca（PO）、AlPO或FePO的NBRIP（National Botanical Research Institute's phosphate）固體培養(yǎng)基來分離可溶解不同難溶性磷酸鹽的解磷真菌。為抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)，當(dāng)培養(yǎng)基冷卻至45 ℃時(shí)加入25 mg·mL的鏈霉素和25 mg·mL的青霉素。稀釋涂布平板后，將平板倒置于28 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7～14 d。選取有透明解磷圈的真菌菌株純化培養(yǎng)后轉(zhuǎn)接到新鮮PDA（Potato dextrose agar）固體培養(yǎng)基中，4 ℃條件下保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 解磷真菌的周期性培養(yǎng)

為進(jìn)一步定量分析初篩菌株的解磷能力，將事先在PDA 培養(yǎng)基中培養(yǎng)5 d 的菌株，用0.02%（體積分?jǐn)?shù)）的吐溫80 溶液調(diào)節(jié)孢子懸液至1×10CFU·mL。將1 mL 孢子懸液加入到含有0.5% Ca（PO）的100 mL NBRIP 液體培養(yǎng)液中，同時(shí)以等量0.02%的吐溫80 溶液作為未接種對(duì)照處理。所有處理組置于（28±2）℃、160 r·min條件下培養(yǎng)，并分別于第1、2、3、4、5、6、7天取出3瓶培養(yǎng)液用于分析解磷真菌的解磷動(dòng)力學(xué)過程，具體方法為：將培養(yǎng)液在2 000的條件下離心15 min，用事先烘干并已稱取質(zhì)量的Whatman No.1 濾紙進(jìn)行過濾，獲得的濾液過0.22 μm 濾膜后立刻測(cè)定pH 和可溶性磷酸鹽含量。利用0.5 mol·L的HCl溶液去除菌絲體中殘留Ca（PO）的干擾，用無菌水清洗3 次后于（70±2）℃條件下烘干約48 h 后獲得菌絲體干質(zhì)量。

1.3 解磷真菌對(duì)多種難溶性磷酸鹽的溶解能力

為分析供試菌株對(duì)難溶性無機(jī)磷酸鹽的溶解能力，將NBRIP 液體培養(yǎng)基中的Ca（PO）替換成5.0 g·L的AlPO或FePO。同時(shí)，參照MUDRYK的方法制備0.2 g·L的卵磷脂溶液，以分析菌株礦化難溶性有機(jī)磷的能力。所有處理均設(shè)3個(gè)重復(fù)。利用無菌的1 mol·LHCl或NaOH溶液調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的pH為7.0～7.2，所有處理均在（28±2）℃和160 r·min的條件下培養(yǎng)，分別于第3、7、14天分析培養(yǎng)液pH和可溶性磷酸鹽含量。

1.4 解磷真菌的鑒定

分別參照BRIC 等和SCHWYN 等的方法評(píng)估供試菌株分泌吲哚-3-乙酸（IAA）和合成鐵載體的能力。綜合考慮菌株的解磷能力、分泌IAA和合成鐵載體的能力，最終選取高效解磷真菌PSF-FJ1開展進(jìn)一步研究。

采用光學(xué)顯微鏡觀察菌株P(guān)SF-FJ1 的形態(tài)學(xué)特征，利用ITS 序列分析方法進(jìn)行分類鑒定。用滅菌牙簽將在PDA 培養(yǎng)基上生長(zhǎng)3 d 的菌絲體刮入無菌研缽中，加液氮研磨成細(xì)粉后，利用真菌基因組DNA 提取試劑盒提取真菌的基因組DNA。采用的通用引物為ITS1（5'-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3'）和ITS4（5'-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3'），由廈門精聚科技有限公司完成測(cè)序工作，測(cè)序結(jié)果在GenBank（https：//www.ncbi.nlm.nih.gov）中進(jìn)行Blast比對(duì)分析。

1.5 盆栽試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試土壤采自福建省九龍江紅樹林保護(hù)區(qū)，采用BASHAN 等的方法對(duì)盆栽用土（過2 mm 篩）進(jìn)行前處理以避免土著解磷微生物的干擾。采用常規(guī)方法分析得到土壤的pH 為6.46，有效磷含量為27.76 mg·kg。將長(zhǎng)至2 對(duì)真葉的桐花樹幼苗定植到每盆3 株，參考XIE 等的方法用30 μm 孔徑的尼龍網(wǎng)模擬根際環(huán)境，從而區(qū)分根際和非根際區(qū)域，并參照EL-TARABILY 等的方法進(jìn)行解磷菌劑的接種處理。本研究設(shè)置兩組處理：解磷真菌sp.PSF-FJ1 接種處理和等量無菌水不接種對(duì)照，每個(gè)處理設(shè)3 個(gè)重復(fù)。所有處理隨機(jī)擺放在自然光照、濕度65%的溫室中，土壤含水量保持在60%左右，培養(yǎng)6個(gè)月。

1.6 植物和土壤樣品分析

培養(yǎng)結(jié)束后，選定從頂端向下數(shù)的第二片完整、成熟、完全展開的功能葉，利用LI-6400XT 便攜式光合測(cè)定儀（Li-6400，Li-Cor，Lincoln，NE，美國(guó)）在晴朗天氣（9：00—11：00）測(cè)定植株的凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導(dǎo)度（Gs）和胞間CO濃度（Ci）。待光合參數(shù)測(cè)量結(jié)束后，采用冷凍干燥法獲取植株各組分生物量。選取合適葉片分析光合色素含量；采用氯化三苯基四氮唑方法分析根系活力；利用CHNSO元素分析儀（VarioEL Cube，德國(guó)）測(cè)定根、莖、葉中氮元素的含量，各組分經(jīng)HSO-HO消煮后測(cè)定全磷含量。土壤有效磷含量采用OLSEN的方法，并以熒光素二乙酸（FDA）水解活性來評(píng)估土壤中微生物的活性。將適量土壤于5 000離心30 min 后過0.45 μm微孔濾膜，用于分析可溶性糖含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 根際土壤解磷真菌的篩選結(jié)果

根據(jù)菌株的形態(tài)學(xué)差異，從紅樹根際土壤中分離出11 株可在含Ca（PO）的NBRIP 培養(yǎng)基中產(chǎn)生明顯解磷圈的真菌菌株，部分菌株在PDA 培養(yǎng)基中的菌落形態(tài)如圖1所示。經(jīng)14 d培養(yǎng)后，初篩菌株P(guān)SFFJ1、PSF-FJ2和PSF-FJ3可以使90 mm培養(yǎng)皿里的白色難溶物Ca（PO）全部消失，其他真菌雖亦產(chǎn)生明顯解磷圈，但在固體培養(yǎng)基中的解磷能力遠(yuǎn)不及前3株真菌。

圖1 部分解磷真菌在PDA培養(yǎng)基中的菌落形態(tài)（培養(yǎng)5 d）Figure 1 Colonial morphology of typical PSF strains on PDA medium（incubate 5 days）

當(dāng)NBRIP 固體培養(yǎng)基中的難溶性磷源為AlPO時(shí)，只有菌株P(guān)SF-FJ1、PSF-FJ2和PSF-FJ3可產(chǎn)生透明的解磷圈，但解磷圈直徑遠(yuǎn)小于其在含Ca（PO）的NBRIP 培養(yǎng)基中的直徑。當(dāng)磷源為FePO時(shí)，所有培養(yǎng)皿上均未發(fā)現(xiàn)透明解磷圈。

2.2 培養(yǎng)液pH、可溶性磷酸鹽和菌絲體干質(zhì)量隨時(shí)間的變化

與未接種處理相比，供試菌株P(guān)SF-FJ1、PSF-FJ2和PSF-FJ3的加入明顯改變了培養(yǎng)液pH 和可溶性磷酸鹽含量（圖2），說明菌株生長(zhǎng)良好且可有效溶解難溶性Ca（PO）。菌株P(guān)SF-FJ1 對(duì)Ca（PO）的溶解能力最強(qiáng)，經(jīng)過7 d 培養(yǎng)后磷酸鹽含量高達(dá)（773.36±1.85）mg·L。

圖2 解磷真菌對(duì)Ca3（PO4）2的溶解動(dòng)力學(xué)過程Figure 2 Changes in soluble phosphate concentration，pH，and fungal biomass of PSF strains grown in presence of Ca3（PO4）2

研究發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)至第4天時(shí)，菌株P(guān)SF-FJ3使培養(yǎng)液中的白色渾濁物全部消失，但其解磷能力卻遠(yuǎn)低于PSFFJ1和PSF-FJ2，這可歸因于菌株P(guān)SF-FJ3在培養(yǎng)過程中產(chǎn)生大量菌絲球，這些菌絲球?qū)?shù)量可觀的難溶性Ca（PO）包裹在其中，使得部分難溶性磷酸鹽未能充分溶解。

菌株P(guān)SF-FJ1 和PSF-FJ2 的生物量與磷酸鹽含量呈高度正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)（）分別為0.91 和0.97，菌株P(guān)SF-FJ3 的生物量與磷酸鹽含量呈顯著正相關(guān)（=0.78）。3株菌均可使培養(yǎng)液pH 下降至5.0以下，尤其是菌株P(guān)SF-FJ1 的培養(yǎng)液pH 最低可降至2.59，菌株P(guān)SF-FJ1 和PSF-FJ2 的磷酸鹽含量與pH 呈高度負(fù)相關(guān)，分別為-0.91 和-0.89，菌株P(guān)SF-FJ3 的磷酸鹽含量與pH呈顯著負(fù)相關(guān)（=-0.66）。

2.3 解磷真菌對(duì)不同難溶性磷酸鹽的溶解能力

如表1 所示，供試菌株對(duì)卵磷脂的礦化能力介于（1.86±0.15）～（3.40±0.15）mg·L，培養(yǎng)液pH 先降低，隨后升高。各菌株處理下的磷酸鹽含量在培養(yǎng)至第7 天時(shí)低于對(duì)照值，隨后有所增加，菌株表現(xiàn)出礦化卵磷脂的能力。

菌株對(duì)不同無機(jī)磷酸鹽的溶解能力與菌種類型、磷酸鹽類型密切相關(guān)（表1）。菌株對(duì)AlPO的溶解能力強(qiáng)于其對(duì)FePO的溶解能力，菌株P(guān)SF-FJ2在培養(yǎng)至第14天時(shí)呈現(xiàn)出最大AlPO溶解能力，其值為（74.75±7.41）mg·L；而對(duì)FePO溶解能力最強(qiáng)的為菌株P(guān)SF-FJ3，解磷能力僅為（8.89±0.85）mg·L。所有接種處理都使得培養(yǎng)至第3天時(shí)的培養(yǎng)液pH達(dá)到最低。

表1 解磷菌株在NBRIP液體培養(yǎng)基中對(duì)不同難溶性磷酸鹽的溶解能力Table 1 P-solubilizing efficiency by PSF strains in NBRIP liquid medium amended with different phosphates

選取解磷效果最好的3 株菌株進(jìn)行產(chǎn)IAA 能力和鐵載體活性測(cè)定時(shí)，發(fā)現(xiàn)菌株P(guān)SF-FJ1 具有以L-色氨酸為前體物質(zhì)合成IAA和鐵載體的能力，菌株分泌IAA的能力可達(dá)（3.73±0.02）mg·L，這使得菌株P(guān)SF-FJ1 在促進(jìn)植物生長(zhǎng)方面具有重要價(jià)值。根據(jù)菌株的菌絲形態(tài)、分生孢子形態(tài)和ITS 序列測(cè)序結(jié)果，該菌株被鑒定為青霉屬真菌（sp.）。

2.4 解磷真菌Penicillium sp. PSF-FJ1 對(duì)植株生長(zhǎng)的影響

由圖3 可知，解磷真菌sp.PSF-FJ1 對(duì)桐花樹幼苗的生長(zhǎng)具有積極的生態(tài)效應(yīng)。與不接種解磷菌劑處理相比，解磷真菌sp.PSF-FJ1處理組的總生物干質(zhì)量提高23.13%，植株的地上部分和地下部分干質(zhì)量分別達(dá)到（13.17±0.57）g·盆和（13.65±1.31）g·盆，而對(duì)照處理僅為（11.23±0.62）g·盆和（10.55±0.45）g·盆。

圖3 菌株P(guān)enicillium sp.PSF-FJ1接種對(duì)桐花樹幼苗生長(zhǎng)參數(shù)的影響Figure 3 Effect of inoculation with Penicillium sp.PSF-FJ1 strain on growth parameters of A.corniculɑtum seedlings

接種解磷真菌sp. PSF-FJ1 增加了根際區(qū)域有益微生物的豐度，從而促進(jìn)了桐花樹幼苗對(duì)營(yíng)養(yǎng)的吸收水平。接種處理植株根部和莖中的磷含量顯著增加（表2），分別達(dá)到（2.14±0.03）mg·g和（0.94±0.05）mg·g，而對(duì)照處理植株中的磷含量?jī)H為（1.56±0.16）mg·g和（0.80±0.07）mg·g。菌株對(duì)植株生物量的促生效果也會(huì)導(dǎo)致更多的磷元素被吸收和轉(zhuǎn)移到植株體內(nèi)，使得根部和莖中的磷含量進(jìn)一步顯著增加。除磷元素外，與不接種處理相比，解磷真菌sp. PSF-FJ1 處理也使植株莖中氮含量和總氮含量顯著增加。

表2 接種Penicillium sp.PSF-FJ1對(duì)桐花樹幼苗磷和氮營(yíng)養(yǎng)吸收的影響Table 2 Influences of inoculation with Penicillium sp.PSF-FJ1 strain on P-uptake and N-uptake

解磷真菌sp. PSF-FJ1 對(duì)桐花樹幼苗的影響不僅表現(xiàn)在生物量上，也體現(xiàn)在葉片的光合特性上（圖4）。接種處理的葉片光合色素含量與對(duì)照相比顯著增加（圖4A），葉片中葉綠素a、葉綠素b 和類胡蘿卜素含量分別提高40.91%、43.53% 和31.29%；接種處理也使Pn、Tr 和Gs 均顯著高于對(duì)照處理（圖4B），葉片中Pn、Tr 和Gs 分別顯著提高37.92%、40.04%和41.70%。

圖4 接種Penicillium sp.PSF-FJ1對(duì)葉片光合色素和光合參數(shù)的影響Figure 4 Photosynthetic pigments and photosynthetic parameters in leaves as affected by Penicillium sp.PSF-FJ1 strain

如表3所示，以FDA 水解酶評(píng)估的微生物活性數(shù)據(jù)表明，土著解磷真菌sp.PSF-FJ1回歸桐花樹幼苗根際區(qū)域后生長(zhǎng)良好。與未接種處理相比，菌株sp.PSF-FJ1 不僅可促進(jìn)植物根系的生長(zhǎng)，也可顯著提升其根系活力，植株根系活力增強(qiáng)了64.91%。更為活躍的植株根系活動(dòng)可使植物在根際區(qū)域分泌更多的根系分泌物，如其中非常重要的營(yíng)養(yǎng)和能量物質(zhì)——可溶性糖。

表3 菌株P(guān)enicillium sp.PSF-FJ1接種處理與未接種處理的效果對(duì)比Table 3 Difference between Penicillium sp.PSF-FJ1 strain inoculation and non-inoculated treatment

3 討論

土壤是植物和微生物生長(zhǎng)的重要磷庫，土壤中儲(chǔ)存的磷對(duì)緩解磷資源短缺具有重要價(jià)值。鑒于紅樹林酸性硫酸鹽土的生境，本文選取Ca（PO）、FePO、AlPO3種無機(jī)磷化合物來分析菌株的解磷特征。本研究中，供試菌株在液體培養(yǎng)體系中具有溶解Ca（PO）、FePO、AlPO的能力，且溶解能力表現(xiàn)為Ca（PO）＞AlPO＞FePO。在以Ca（PO）為磷源的固體初篩培養(yǎng)基中產(chǎn)生明顯解磷圈的真菌菌株，也對(duì)Ca（PO）表現(xiàn)出最強(qiáng)的溶解能力。與SPAGNOLETTI 等的研究結(jié)果相似，菌株對(duì)FePO的溶解能力最弱，未在NBRIP固體初篩培養(yǎng)基中產(chǎn)生透明解磷圈。

本研究篩選的解磷真菌sp. PSF-FJ1對(duì)Ca（PO）的最大溶解能力可達(dá)773.36 mg·L，遠(yuǎn)高于SPAGNOLETTI 等研究的深色有隔內(nèi)生菌（DSE）的解磷能力（51.33 mg·L），但低于YIN 等所篩選的拜萊青霉（）、草酸青霉（）和黑曲霉（）的解磷能力（1 400～1 800 mg·L）。供試菌株培養(yǎng)液中的磷酸鹽含量與pH呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，最高可溶性磷酸鹽含量通常也伴隨著最低的pH，說明培養(yǎng)液酸化是解磷真菌溶解Ca（PO）的關(guān)鍵機(jī)制之一。菌株在溶解Ca（PO）時(shí)對(duì)培養(yǎng)介質(zhì)pH 的變化敏感，因此，在酸性培養(yǎng)介質(zhì)中，解磷真菌呈現(xiàn)出對(duì)Ca（PO）更高的溶解性。

與已有研究結(jié)果相似，本研究供試菌株對(duì)3 種無機(jī)磷化合物的溶解能力存在差異，菌株對(duì)Ca（PO）的溶解能力強(qiáng)于其對(duì)AlPO或FePO的溶解能力。解磷效率的差異與不同磷化合物的結(jié)構(gòu)和成分有關(guān)，Ca（PO）的溶度積（p）僅為6～14，而AlPO和FePO的p分別為28～32 和33～35。Al和Fe對(duì)自由磷酸根離子具有很強(qiáng)的結(jié)合能力，因此限制了其溶解性。盡管菌株的代謝活動(dòng)也使培養(yǎng)介質(zhì)的pH 降至3.69～4.70，但仍表現(xiàn)出較低的FePO溶解能力。培養(yǎng)基酸化無法解釋菌株對(duì)AlPO和FePO的溶解現(xiàn)象，菌株對(duì)磷酸鹽的溶解效率與其分泌葡萄酸、檸檬酸等低分子量有機(jī)酸有關(guān)，有機(jī)酸的羥基或羧基的螯合作用與AlPO或FePO的溶解效果關(guān)系更為密切。

本研究還發(fā)現(xiàn)，供試解磷真菌同時(shí)具有溶解無機(jī)磷酸鹽和礦化有機(jī)磷的能力。盡管紅樹林沉積物富含有機(jī)磷，但鮮少有研究關(guān)注到該生境中解磷真菌對(duì)有機(jī)磷的礦化能力。供試真菌對(duì)卵磷脂的礦化水平遠(yuǎn)低于其對(duì)無機(jī)磷酸鹽的溶解水平。卵磷脂的礦化主要是通過各種磷酸酶來實(shí)現(xiàn)，在低磷脅迫環(huán)境下，解磷真菌分泌的植酸酶或磷酸酶可以將有機(jī)磷酸鹽轉(zhuǎn)化為植物或微生物可直接吸收并利用的可溶性磷酸鹽。

磷主要以HPO或HPO的形式被植物吸收，植物對(duì)磷的需求量巨大，其吸收也深受根際環(huán)境中解磷真菌的影響。接種菌劑可提高功能菌在根際區(qū)域的豐度，有助于增強(qiáng)其與其他微生物類群競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)，有益于紅樹植物的營(yíng)養(yǎng)需求。作為一種可持續(xù)的土壤改良方法，將從紅樹林根際土壤中篩選得到的高效解磷真菌sp.PSF-FJ1 應(yīng)用于根際環(huán)境，對(duì)桐花樹幼苗的生物量累積和磷、氮營(yíng)養(yǎng)吸收都具有積極的影響。植物磷、氮養(yǎng)分對(duì)調(diào)節(jié)植株生長(zhǎng)和生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力至關(guān)重要，微生物可促進(jìn)磷、氮的可用性，觸發(fā)宿主植物對(duì)磷、氮的吸收，從而通過改變內(nèi)部養(yǎng)分平衡來調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)和生物量積累。本研究的結(jié)果也支持了這一點(diǎn)，即桐花樹生長(zhǎng)的改善與sp.PSF-FJ1菌劑改變植株內(nèi)部營(yíng)養(yǎng)吸收相關(guān)。

除了解磷能力之外，解磷真菌sp.PSF-FJ1 還能產(chǎn)生植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑（IAA 和鐵載體），這也是菌株可作為植物生長(zhǎng)促生微生物（PGPM）的重要特征。EMAMI 等研究發(fā)現(xiàn)，與單獨(dú)接種解磷菌或IAA產(chǎn)生菌相比，接種擁有多種促生植物生長(zhǎng)特性的細(xì)菌表現(xiàn)出更好的植物促生效果，促生植物生長(zhǎng)的各性狀之間并非彼此獨(dú)立，而是多種機(jī)制協(xié)同促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。微生物分泌的促進(jìn)植物生長(zhǎng)的植物激素中IAA最具代表性，這類化學(xué)信使可刺激植株根系的生長(zhǎng)和根表面積的增大，使得植物可以吸收更多的水分和礦物營(yíng)養(yǎng)以用于自身生長(zhǎng)，從而累積更多生物量。此外，BAUTISTA-CRUZ 等的研究也指出，微生物產(chǎn)生的IAA激素可影響植物組織的敏感性，從而刺激植物生長(zhǎng)并提高作物產(chǎn)量。供試菌株sp.PSF-FJ1與FU 等所研究的菌株類似，菌株所具備的IAA 合成潛力都在植株根系生長(zhǎng)方面發(fā)揮重要作用，桐花樹幼苗的根系活力顯著增強(qiáng)了64.91%。

供試菌株sp. PSF-FJ1 也已被驗(yàn)證可合成有利于植物光合作用的鐵載體。LOBO等研究發(fā)現(xiàn)微生物產(chǎn)生的鐵載體可有效增強(qiáng)植物光合能力。在本研究中，解磷真菌sp.PSF-FJ1不僅可以刺激植株生長(zhǎng)，還增強(qiáng)了葉片的光合能力。葉片作為光合作用的器官，其含有的養(yǎng)分將影響植株碳同化和生長(zhǎng)水平。此外，ALONGI 等發(fā)現(xiàn)紅樹植物在生長(zhǎng)初期易受到有效性鐵營(yíng)養(yǎng)含量低的限制，而菌株sp. PSF-FJ1 具溶解土壤中難溶性FePO的能力，這將有利于紅樹植物對(duì)鐵營(yíng)養(yǎng)的吸收和利用，從而避免植株生長(zhǎng)受到鐵營(yíng)養(yǎng)的限制。

已有研究發(fā)現(xiàn)IAA 激素可削弱植物細(xì)胞壁的功能，產(chǎn)生更多根系分泌物，從而為根際微生物的生長(zhǎng)提供額外含碳化合物等能量和養(yǎng)分。本研究中產(chǎn)IAA 的菌株sp. PSF-FJ1 也使根際區(qū)域中可溶性糖含量顯著增加，而可溶性糖是微生物非常重要的能量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。SINGH等研究提出微生物從根際分泌物中獲取更多的營(yíng)養(yǎng)和能量物質(zhì)，從而進(jìn)一步促進(jìn)該區(qū)域微生物的生長(zhǎng)和繁殖。植物地下根系對(duì)礦物養(yǎng)分的吸收和地上葉片的光合效率是植物生長(zhǎng)的動(dòng)力源，解磷真菌sp.PSF-FJ1 的加入促進(jìn)了桐花樹的生長(zhǎng)，同時(shí)微生物也從根際區(qū)域獲得正向反饋，植物-解磷真菌之間形成了良好的互利合作關(guān)系。

4 結(jié)論

從紅樹根際土壤中篩選得到的解磷真菌對(duì)典型難溶性含磷化合物的溶解能力為Ca（PO）＞AlPO＞FePO＞卵磷脂，真菌菌株在溶解Ca（PO）時(shí)對(duì)培養(yǎng)介質(zhì)pH的變化敏感，解磷能力與pH呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。

分離和篩選得到的解磷真菌sp.PSFFJ1 對(duì)Ca（PO）的溶解能力最強(qiáng)，且具有IAA 和鐵載體合成能力。該菌劑的接種處理顯著增加植株生物量累積，增強(qiáng)根系活力，提高磷和氮的營(yíng)養(yǎng)吸收，強(qiáng)化植物葉片光合能力，對(duì)桐花樹幼苗的生長(zhǎng)具有積極的生態(tài)效應(yīng)。而更活躍的根系活動(dòng)也為根際微生物帶來豐富的可溶性糖，更多的營(yíng)養(yǎng)和能量物質(zhì)有助于微生物生長(zhǎng)，植物-解磷真菌之間形成良好的互利合作關(guān)系。