温室观赏植物源溶磷菌提升无土栽培万寿菊磷营养与生长的机理与应用研究

本研究针对无土栽培系统中磷肥利用率低、环境污染严重的问题，从温室观赏植物根际分离筛选高效溶磷细菌（PSB），通过基因组学与表型分析揭示其促生机制。结果表明Pantoea formicae C8D10与Pantoea trifolii C2B11能显著改善磷限制条件下万寿菊的叶片色素积累与磷吸收，为温室花卉生产的可持续磷管理提供新型微生物资源。

　　

在温室花卉生产中，磷肥的过度使用不仅增加生产成本，更导致水体富营养化等环境问题。由于无土栽培基质缺乏土壤的缓冲能力和微生物多样性，磷元素易被固定或淋失，传统化学磷肥的利用率普遍偏低。植物根际促生细菌（PGPR）中的溶磷细菌（PSB）能通过分泌有机酸溶解难溶性磷，但以往研究多集中于土壤系统，其对无土栽培作物的效果尚不明确。

为开发适用于无土栽培的高效PSB菌株，Quijia-Pillajo等从1044株温室观赏植物根际细菌中开展系统性筛选。研究团队创新性地采用溴酚蓝（BPB）显色法快速鉴定培养基酸化能力，进而通过定量分析磷酸钙溶解效率与全基因组测序，最终获得14株高效PSB菌株。其中Pantoea trifolii C2B11与Pantoea formicae C8D10在碱性泥炭基质（pH=7.0）中显著提升万寿菊'Durango Yellow'的生物量与开花面积，并通过光谱分析证实叶片磷缺乏症状（紫化现象）的缓解。该成果发表于《BMC Plant Biology》，为温室花卉的绿色生产提供了新的微生物解决方案。

研究采用溴酚蓝高通量初筛、国家植物研究所磷酸盐培养基（NBRIP）定量验证、全基因组测序与注释、温室盆栽实验（基质为泥炭：珍珠岩=8:2，pH调至7.0）、植物表型系统（TraitFinder）数字化监测、离子色谱法测磷酸根、ICP-AES元素分析等技术手段。

In vitro selection of phosphate solubilizing bacteria: assessing culture media acidification capacity

通过溴酚蓝显色法从1044株菌中筛选出35株培养基酸化菌株（OD₅₉₅<0.6），其中81%菌株仅具微弱酸化能力。

In vitro selection of phosphate solubilizing bacteria: quantifying phosphate solubilization and changes in culture media pH

34株菌证实可降低培养基pH（3.46-4.76），33株具溶磷能力（20-404.68 mg/L）。Pantoea sp. C2G6溶磷能力最强（404.68 mg/L），但pH与溶磷量无显著相关性（R=-0.19, p=0.27）。

Sequencing and bioinformatics

14株高效菌株鉴定为Enterobacter kobei（4株）、Enterobacter soli（3株）、Enterobacter ludwigii（1株）、Raoultella planticola（1株）、Pantoea trifolii（1株）、Pantoea formicae（2株）和Pantoea sp.（2株）。Pantoea菌株独有的pqq和gnd基因簇表明其强效葡萄糖酸合成潜力。

Greenhouse evaluation: effect of in vitro selected phosphate solubilizing bacteria on digital biomass and bloom area of French marigold 'Durango Yellow'

C2B11处理组数字生物量与开花面积显著增加（p<0.05），而C8D10虽未促进生长，但提高叶片磷浓度至904 μg/g（对照组679.25 μg/g）。

Greenhouse evaluation: effect of in vitro selected phosphate solubilizing bacteria on the health of French marigold 'Durango Yellow' grown at high pH(7.0)

所有接种处理降低冠层红色比例（磷缺乏指示），C8D10与商业菌剂Lalrise Vita显著增强绿色指数（GLI）和归一化植被指数（NDVI）。

Greenhouse evaluation: effect of in vitro selected phosphate solubilizing bacteria on tissue nutrient concentration in French marigold

C8D10同时提升锌、铜、锰吸收，表明其多元素活化能力。溶磷菌促生效果与磷吸收增强非完全同步，提示存在多重促生机制。

本研究证实溴酚蓝法可快速初筛酸化菌株，但需结合定量溶磷验证以避免假阳性。Pantoea菌株通过葡萄糖酸代谢途径有效溶解Ca₃(PO₄)₂，其中C2B11与C8D10分别通过促进生长和增强磷吸收改善万寿菊表现。该发现为无土栽培系统提供了原生性微生物资源，其产业化应用需进一步研究菌剂配方与基质微生物互作机制。