《Biocatalysis and Agricultural Biotechnology》：Phosphorus-Solubilizing Acinetobacter Strains from Chinese Medicine Residues Enhance Tomato Growth and Rhizosphere Microbial Diversity
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•从中药残渣的发酵产物中分离出了DF1和DF3两种菌株，其磷溶解含量超过500 μg/mL。这两种菌株能够固氮、产生IAA，且安全无致病性。•通过GFP标记技术确认这些菌株能够在番茄的根尖和伸长区定植。盆栽实验表明，它们的促生长效果超过70%。•研究显示，DF1菌株能够增加根际有
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从中药残渣的发酵产物中分离出了DF1和DF3两种菌株，其磷溶解含量超过500 μg/mL。这两种菌株能够固氮、产生IAA，且安全无致病性。
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通过GFP标记技术确认这些菌株能够在番茄的根尖和伸长区定植。盆栽实验表明，它们的促生长效果超过70%。
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研究显示，DF1菌株能够增加根际有益微生物的种类和数量，从而对番茄生长起到促进作用。
引言
中药残渣是指将中药材煮汤后剩余的残渣，其中含有蛋白质、氨基酸、脂肪、碳水化合物等营养物质，以及黄酮类、生物碱、皂苷和多糖等生物活性物质（Luo等人，2023）。为提高中药残渣的利用率，对其进行发酵处理可以破坏中药材的细胞壁，降解纤维素并释放出活性成分（Li等人，2020a）。在发酵的不同阶段会形成多种微生物群落，寻找可作为生物农药或生物肥的菌株具有重要意义（Chen等人，2023）。一些研究表明，可以从中药残渣中分离并利用微生物，这不仅解决了中药残渣的浪费问题，还为“减少农业化学肥料使用”提供了理论指导和技术支持（Cheng等人，2022；Li等人，2024）。
磷酸盐溶解菌是指能够将土壤中难溶性的磷酸盐转化为植物可吸收利用形式的微生物，这类微生物具有增加土壤磷含量、预防和控制病害以及提升作物产量的功能（Liu等人，2014；Zeng等人，2016）。目前已知具有磷酸盐溶解能力的微生物包括芽孢杆菌属、假单胞菌属和农杆菌属等几类（Prakash和Arora，2019；Fatima等人，2020）。它们实现磷酸盐溶解的主要方式是分泌有机酸来溶解无机磷，同时分泌磷酸酶来分解有机磷（Han等人，2021；Wang等人，2022）。研究表明，这类微生物是化学肥料的环保替代品，能够显著促进植物生长并提高农业生产产量（Arias等人，2023；Mayadunna等人，2023）。需要指出的是，PSB的磷酸盐溶解能力受土壤pH值的影响，而其在根际的定植能力则是决定整体磷酸盐溶解效率及促生长效果的关键因素（Ramachandran等人，2007；Yu等人，2011）。目前，PSB的分离与筛选主要集中在森林土壤以及常见作物的根际土壤中，因为这些地方养分供应相对稳定，且微生物定植时间较长，被认为是PSB的典型聚集地。因此，已有大量关于从这些环境中分离PSB的研究。相比之下，虽然富含有机物、矿物质元素和独特生物活性成分的中药残渣在理论上具备筛选出高效新型磷酸盐溶解菌的潜力，但以中药残渣作为PSB分离来源的相关研究仍然较少。针对这一研究空白，本研究以中药残渣作为唯一分离基质来筛选PSB，这一做法突破了以往依赖天然土壤等传统栖息地分离PSB的限制，为探索具有特殊功能的PSB提供了新途径。
植物与微生物之间的相互作用以及土壤微生物群落的功能价值已得到广泛认可（Mendes等人，2013；Kang等人，2021）。微生物要发挥有益作用，首先需要在根际定植。植物可以通过根系分泌物等方式筛选特定的微生物群落，而微生物也能通过改变土壤的物理化学性质以及调控群落结构来影响植物生长和土壤生态稳定性。有研究表明，接种芽孢杆菌SL-413和肠杆菌VY-1不仅会影响高粱的生长，还能提升土壤细菌群落的稳定性（Liu等人，2024）。Epichloe coenophialum则显著增加了根际的PSF多样性并改变了其组成，降低了优势菌株Cladosporium的相对丰度，同时提高了Fusarium的相对丰度（Liu等人，2022）。Liu等人的研究显示，向番茄接种三种PSB后，土壤的物理化学性质发生变化，进而影响了植物的代谢过程，同时也改变了土壤微生物群落的结构（Liu等人，2020）。然而，目前尚无关于源自中药残渣的PSB对土壤微生物群落重塑作用的明确报道。本研究深入探讨了这类细菌如何调节土壤微生物群落的结构、多样性和种间相互作用网络，同时系统分析了应用PSB后微生物群落组成可能发生变化的机制，包括关键功能微生物群的响应规律以及它们与土壤原有微生物的协同作用。
本研究的目的是从中药发酵残渣中分离筛选出两种高效PSB菌株，鉴定这些菌株并确定其促生长功能，同时依据《微生物肥料质量与安全评价通用规范》（GB/T 41728-2022）对这些菌株进行安全性评估。此外，在进一步探究其定植能力的同时，还通过盆栽实验验证了该菌株的释磷和提肥能力。通过分析土壤微生物多样性，研究了土壤生态系统功能的变化情况。这项研究不仅为生物肥料的开发提供了新的微生物资源与理论依据，还通过探索药用废弃物的高值利用途径，揭示了其来源PSB对土壤微生物群落的重塑机制，为现代农业的绿色发展提供了创新解决方案。
章节要点
实验材料
实验样品取自在黑龙江省八一农业大学室外自然发酵了两个月的中药残渣，包括柴胡、板蓝根、金银花和连翘。实验所用小鼠为60只健康成年昆明种小鼠，体重在18克到20克之间，雌雄各半，这些小鼠购自黑龙江省大庆市林甸县的庆源动物养殖场。该实验已获得相关科学机构的批准
PSB的分离、筛选与鉴定
将中药残渣与无菌水混合后配制成悬浮液，然后按梯度稀释到PKO无机磷培养基中。在28℃下培养7天后，通过分离筛选获得了相应的菌株，最终得到了8种具有不同菌落形态的菌株（见图S1a）。通过测量磷溶解圈半径D与
PSB的筛选、鉴定及促肥功能研究
随着中医药产业的快速发展，产生了大量的中药残渣，这些残渣中含有多种有益成分，属于可回收的生物材料。中药材废料的发酵过程也是PSB的潜在来源。Hameeda等人（Hameeda等人，2008）、Nuraini等人（Nuraini等人，2012）以及Handayanto等人（Handayanto，2014）从农业废弃物堆肥中分离出了PSB。Damo JLC等人（
结论
本研究创新性地从中药残渣中分离出了高效的磷酸盐溶解型不动杆菌菌株，为将中药废弃物资源化利用与可持续农业相结合提供了新思路。其中的优势菌株DF1具有多种促植物生长的特性，包括磷酸盐溶解、固氮、产生IAA以及强大的根系定植能力，这些特性显著促进了番茄的生长，并改变了根际微生物的多样性。这些
CRediT作者贡献说明
王艳红：论文撰写——初稿。 黄一博：论文撰写——初稿。 高桂文：论文撰写——初稿。 孟凌琪：论文撰写——初稿。 龙沙：论文撰写——初稿。 冯鹤鑫：论文撰写——初稿。 丁红霞：论文撰写——审阅与编辑，论文撰写——初稿，正式分析，概念构建。 黄玉兰：论文撰写——审阅与编辑，验证，数据整理。 赵瑞：论文撰写——初稿
利益冲突声明
作者声明，他们不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关系或个人关系。
资助情况
本研究得到了黑龙江省自然科学基金（项目编号LH2023C077）以及黑龙江省“双一流”新一轮建设学科协作创新成果项目（LJGXCG2022-006）的支持
利益冲突声明
? 作者声明，他们不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关系或个人关系。
丁红霞（2002年出生），女性，硕士，主要研究方向为微生物与植物之间的相互作用。
丁红霞|黄玉兰|赵瑞|王艳红|黄一博|龙沙|冯鹤鑫|高桂文|孟凌琪
