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假单胞菌PSB-13磷酸盐溶解机制的综合矿物学、代谢组学和基因表达分析
《World Journal of Microbiology and Biotechnology》：Integrated mineralogical, metabolomic, and gene expression analysis of the phosphate-solubilizing mechanism of Pseudomonas sp. PSB-13
【字体： 大 中 小 】 时间：2026年06月11日 来源：World Journal of Microbiology and Biotechnology 4
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摘要解磷微生物（PSMs）对土壤中磷（P）的循环和可持续农业至关重要。本研究旨在筛选一种高效解磷微生物，并系统地解析其对三钙磷酸盐（Ca-P）、磷酸铁（Fe-P）和磷酸铝（Al-P）的溶解机制。在以三钙磷酸盐为唯一磷源的Pikovskaya（PVK）培养基上筛选解磷微生物。通过1
解磷微生物（PSMs）对土壤中磷（P）的循环和可持续农业至关重要。本研究旨在筛选一种高效解磷微生物，并系统地解析其对三钙磷酸盐（Ca-P）、磷酸铁（Fe-P）和磷酸铝（Al-P）的溶解机制。在以三钙磷酸盐为唯一磷源的Pikovskaya（PVK）培养基上筛选解磷微生物。通过16S rRNA基因测序鉴定出高效菌株，并在液体培养中量化了其溶解Ca-P、Fe-P和Al-P的能力。利用扫描电子显微镜结合能量分散光谱（SEM-EDS）、X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对矿物学变化进行了表征。通过非靶向代谢组学和逆转录定量PCR（RT-qPCR）分别分析了代谢产物谱型和与解磷相关的基因表达。结果表明，PSB-13属于假单胞菌属，其对Ca-P的溶解能力最强（268.64 mg L?1），其次是Fe-P（38.97 mg L?1）和Al-P（20.09 mg L?1）。矿物学表征（SEM-EDS、XRD、FTIR）直接证明了细菌处理后三种磷酸盐的表面侵蚀、元素组成变化及结构改变。非靶向代谢组学分析显示，在所有不溶性磷酸盐处理组中，谷胱甘肽代谢和嘧啶代谢显著增强；关键有机酸包括丙二酸/乳酸（Ca-P）、丙二酸/马来酸（Fe-P）以及谷氨酸和L-组氨酸（Al-P）。RT-qPCR显示与有机酸生成相关的基因表达上调。假单胞菌属PSB-13对有机酸的特异性分泌及其相关基因的上调表明其具有强大的解磷机制，这为其作为解磷微生物菌剂的应用提供了依据。
解磷微生物（PSMs）对土壤中磷（P）的循环和可持续农业至关重要。本研究旨在筛选一种高效解磷微生物，并系统地解析其对三钙磷酸盐（Ca-P）、磷酸铁（Fe-P）和磷酸铝（Al-P）的溶解机制。在以三钙磷酸盐为唯一磷源的Pikovskaya（PVK）培养基上筛选解磷微生物。通过16S rRNA基因测序鉴定出高效菌株，并在液体培养中量化了其溶解Ca-P、Fe-P和Al-P的能力。利用扫描电子显微镜结合能量分散光谱（SEM-EDS）、X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对矿物学变化进行了表征。通过非靶向代谢组学和逆转录定量PCR（RT-qPCR）分别分析了代谢产物谱型和与解磷相关的基因表达。结果表明，PSB-13属于假单胞菌属，其对Ca-P的溶解能力最强（268.64 mg L?1），其次是Fe-P（38.97 mg L?1）和Al-P（20.09 mg L?1）。矿物学表征（SEM-EDS、XRD、FTIR）直接证明了细菌处理后三种磷酸盐的表面侵蚀、元素组成变化及结构改变。非靶向代谢组学分析显示，在所有不溶性磷酸盐处理组中，谷胱甘肽代谢和嘧啶代谢显著增强；关键有机酸包括丙二酸/乳酸（Ca-P）、丙二酸/马来酸（Fe-P）以及谷氨酸和L-组氨酸（Al-P）。RT-qPCR显示与有机酸生成相关的基因表达上调。假单胞菌属PSB-13对有机酸的特异性分泌及其相关基因的上调表明其具有强大的解磷机制，这为其作为解磷微生物菌剂的应用提供了依据。
