磷是植物必需的营养元素之一,土壤中的有机磷多以植酸等络合态存在,很难直接被植物吸收。通过酶解法可降解植酸,释放磷元素,有效解决这一难题。双功能域β-折叠桶植酸酶（phy HT）是一种新分离出的催化活性高,热稳定性好的植酸酶,深入解析其结构、功能特性,探索其应用条件,具有重要的理论和实践意义。本论文以双功能域β-折叠桶植酸酶（phy HT）为研究对象,采用分子生物学、蛋白质晶体学、结构生物学等方法,对phy HT进行三维结构解析;通过体外重组制备phy HT,从酶学、土壤学以及苗木培育学等角度,研究phy HT的酶学特性以及对不同树种幼苗根际土磷元素的活化效应,以期为生产实践中提高土壤养分利用率、减少施用化肥或开发生物肥料提供科学依据。研究结果如下:（1）phy HT属于典型的β-折叠桶植酸酶,以β片层形成的桶状结构为主。phy HT含有两个结构域:具有催化功能的底物结合位点以及催化位点的phy HT-DII和酶催化活性很低的phy HT-DI。phy HT-DI与phy HT-DII协同作用,是一种新的催化机制,因此,phy HT具有高催化活性的特点,催化效率优于其他植酸酶。（2）phy HT属于碱性植酸酶,酶活性高、稳定性好。phy HT酶在45℃以下较稳定,最适反应温度为35℃;在p H值为6.0～12.0范围较稳定,最适p H值为8.0;低浓度的Ca2+、Mg2+对phy HT酶活性具有促进作用,Fe2+、Mn2+、Zn2+、Cu2+、Ni2+等金属离子对phy HT酶活性具有抑制作用。（3）实验室条件下,phy HT在华北地区的潮土中适用性较强,在南方的红壤以及粘粒矿物中不适用。phy HT添加在潮土中,温度为20～45℃和p H值为5～9时,均可保持20%以上的催化活性,可以改善土壤的微环境,降低土壤p H和电导率值,增加土壤营养元素含量;phy HT添加在红壤以及粘粒矿物中,phy HT的活性受粒径、温度、p H等因素的影响较大,活性保持时间短,催化效果较低。phy HT添加在潮土中发挥最佳催化效果的添加量为5 U/g、温度为25℃、最大田间持水量为60%,此时土壤中的植酸酶活性以及有效磷的含量均可达到较高的水平。（4）实验室条件及盆栽试验结果表明,phy HT具有促进植物生长及活化土壤磷素的作用。phy HT添加到白蜡、侧柏容器育苗基质中,可使白蜡与侧柏幼苗根际土中有效磷的含量提高11.23～61.40%,植酸含量降低10.01～37.58%。phy HT可以促进根际土有机磷的转化,改变有机磷各组分含量,活性、中等活性有机磷增加,中稳性与高稳性有机磷降低。与对照相比,添加phy HT对白蜡、侧柏幼苗的苗高、地径、生物量均有不同程度的促进作用。phy HT促进白蜡、侧柏幼苗根系的长度、表面积、体积的增长,对≤2.0 mm细根的作用效果最显著。添加phy HT增加白蜡、侧柏幼苗各器官中的营养元素含量,根系中磷的总含量增加最显著。可见,phy HT在育苗中具有广阔的应用前景。结论:本研究揭示了phy HT的三维结构及酶学性质,活性高,稳定性好,应用性强。将phy HT其应用于土壤改良和苗木培育中,具有促进磷循环的作用,可以将其作为一种土壤生物添加物进行利用,充分利用土壤中的有机磷成分,加快自然界中的磷的循环与利用。