在水产养殖中,磷元素是养殖池塘浮游植物生长的必需基础元素,是养殖水体中限制初级生产力的营养元素之一,同时磷元素在水体内过量积累是水体生态系统健康状况和稳定状态的转化过程的重要影响因素。解磷微生物可将难溶性磷分解成活性磷,土壤相关的解磷微生物已有大量报道,而在国内解磷微生物应用到水产养殖中的相关研究较少。本研究以蜡状芽孢杆菌S458-1为研究对象,探究其对不同难溶性磷的解磷能力,通过紫外诱导变异提高菌株解磷能力及探究菌株解磷机理,再将变异菌株运用到鲫养殖系统中,验证菌株的安全性。主要研究内容如下:1、菌株对不同难溶性磷解磷能力探究将蜡状芽孢杆菌S458-1分别接种到以植酸钙、卵磷脂、磷酸钙、焦磷酸钙、多聚磷酸钠为唯一磷源的培养基中,在在30℃,180 r/min的条件下发酵,测定1-7d发酵液活性磷浓度。结果显示蜡状芽孢杆菌S458-1对植酸钙、卵磷脂、磷酸钙、焦磷酸钙、多聚磷酸钠五种难溶性磷都具备解磷能力,并且对植酸钙、多聚磷酸盐解磷效果较好,分别达到了55.7 mg/L和58.5 mg/L,对卵磷脂解磷效果较差,仅有18.6 mg/L。2、诱变、筛选解磷效果更强的解磷菌株通过紫外线—氯化锂诱导变异,固体培养基打孔筛选,得到一株解植酸钙能力更强的菌株,固体培养基中的解磷圈可达到25.40 mm。菌株对植酸钙、磷酸钙、焦磷酸钙等解磷能力均有较大的提升,植酸钙发酵液中活性磷浓度相较于原菌株提高了29.3%,磷酸钙发酵液中活性磷浓度相较于原菌株提高了28.0%,焦磷酸钙发酵液中活性磷提高了26.5%,变异菌株解磷能力有较大提升。变异菌株上清液中植酸酶活力也有增强,达到了30.19 U/L,比原菌株提高了28.8%。3、对菌株解磷机理的探究在植酸钙、卵磷脂培养基中分别添加植酸酶、磷酸酶抑制剂,以不添加抑制剂为对照,结果表明:当植酸酶、磷酸酶被抑制后,植酸钙、卵磷脂发酵液中活性磷浓度显著低于对照组,这证明了菌株分解植酸钙、卵磷脂是通过分泌植酸酶、磷酸酶来进行的。将变异菌与原菌株分别加入难溶性磷培养基中发酵,变异菌株对植酸钙、磷酸钙、焦磷酸钙等难溶性磷的解磷能力均有显著的提升,并且变异菌发酵液的p H值显著低于原菌株,表明变异菌能分泌有机酸的量与菌株解磷能力呈正相关。通过对两株菌的植酸酶基因phy C、磷酸酶基因pho A、pqq E基因的PCR扩增测序比对,结果显示菌株phy C基因存在差异,第81、89、148位氨基酸发生变异,该区域位于植酸酶结构功能域,变异菌增加2个对金属钙离子的结合位点。4、变异菌株对鲫养殖系统的安全性验证将变异菌与原菌株添加到鲫养殖系统中,两株菌对鲫生长无显著影响,对鲫血清AKP、POD、GPT无显著影响;添加菌株可以降低鲫血清GOT活性,表明菌株对鱼体肝脏无损伤作用;添加菌株可以显著降低血清及肝脏MDA活性,表明菌株对机体有益,可以增强鱼体抗氧化能力。此外添加变异菌的水体活性磷浓度显著高于原菌株与对照组,表明变异菌株实际应用价值高于原菌株。