磷元素是植物体内重要的组成元素可以参与诸多生长代谢活动,磷元素的缺失将极大的影响植物的生长发育。现阶段我国大部分耕地土壤都面临着可利用磷不足的问题,其主要原因是土壤物质复杂易将磷素固定成无效磷而在土壤中堆积。长期过量的磷肥施用不仅造成农业上土壤板结化严重,农产品品质下降,还引发了一系列环境污染问题。这些无效磷只有通过一系列的转化形成可溶的离子型磷酸盐或分子量较低的有机磷酸盐才能应用于作物,目前最有效的方式为微生物转化。因此,随着2019年中央一号文件“开展农业节肥节药行动,实现化肥农药使用量负增长”的提出,富含解磷菌的微生物肥料也随之被大众所熟知。现阶段被研制成肥料的解磷微生物主要在常温条件下发挥作用,一旦处于低温环境则出现活性较低,解磷能力下降等问题而无法发挥作用。据调查,我国各地土壤温度低于15℃大约有5个月的时间,而冬季大部分地区最低土壤温度甚至达到0℃以下。因此,寻找能够应用于低温土壤的解磷微生物,研发适用于低温环境的微生物肥料,对于发展绿色农业,解决微生物肥料的瓶颈问题具有重大意义。本文利用南极企鹅岛的土壤进行低温解磷细菌的筛选和纯化,使用溶磷圈法和钼锑抗比色法对解磷能力进行验证,并对筛选出的解磷细菌进行菌种鉴定和亲缘关系分析;对筛选出的细菌进行生长特性的分析及培养条件的优化;使用转录组测序技术对不同温度下解磷细菌的差异基因进行分析,初步探究细菌在低温条件下解磷能力的作用机理。主要的研究结果如下:1.从5个土壤样品中共筛选出12株能够在10℃条件下具有解磷效果的细菌,这些细菌都属于假单胞杆菌属。经初步检验,有6株细菌的解磷能力与现阶段使用的常温解磷菌相差不大,其中Pseudomonas silesiensis strain ILQ215（Pd12）的解磷能力最强。2.对挑选的3株低温解磷菌进行生长特性的研究,发现低温条件并不影响该类解磷细菌菌体量的生长,但生长速率略有减缓,而Pd8菌株在30℃下与其他两株菌株略有差异,细菌几乎停止生长。通过对解磷细菌培养条件的优化,分析出p H=6时3株细菌的解磷能力最强,而在盐分含量小于30 g/L的范围内,解磷能力随盐度的增加而有所增加。3株细菌的解磷能力均在10℃温度下最高,解磷能力大小依次为Pd8<Pd9<Pd12。3.对Pseudomonas frederiksbergensis strain QT-128（Pd9）菌株使用转录组测序进行低温下解磷机理的初步探究。实验结果表明10℃下有34个特有表达基因,其中编号为BLW70＿RS18110的基因可以合成葡萄糖脱氢酶（GDH）,与辅酶吡咯喹啉醌（PQQ）共同作用将葡萄糖直接氧化成葡萄糖酸,在降低菌液p H的同时也可以将环境中无机磷酸盐转化为磷酸盐离子。GO功能富集分析结果表明菌株的差异基因主要富集于分子功能类的谷氨酸氨连接酶和镁离子结合功能中。谷氨酰胺合成酶,苯丙氨酸转运RNA连接酶的上调进一步说明谷氨酰胺在低温解磷过程中起到至关重要的作用。KEGG通路富集分析结果表明菌株差异基因的显著通路为肽聚糖生物合成通路,而果糖和甘露糖代谢通路的显著性较其他通路略高,其主要变化趋势为谷氨酸与丙氨酸连接酶,磷酸-N-乙酰氨酰转移酶全部下调,糖类脱氢酶和裂解酶全部上调。