瓦莱氏芽孢杆菌YH-18发酵液的喷雾干燥工艺

【目的】瓦莱氏芽孢杆菌(Bacillus valeriana) YH-18菌株是1株对多种林木具有抗病促生效果的优良菌株。菌粉是生物菌剂应用在生产上的一种类型,以高集粉率和活菌量作为主要目标,确定YH-18菌粉制备的最佳喷雾干燥的工艺条件,为抗病促生瓦莱氏芽孢杆菌YH-18的规模化应用提供技术支撑。【方法】利用喷雾干燥法对YH-18菌株的发酵液进行喷雾干燥,采用单因素试验和正交试验设计,研究了瓦莱氏芽孢杆菌YH-18菌粉制备的喷雾干燥工艺条件。【结果】瓦莱氏芽孢杆菌YH-18发酵液喷雾干燥的最佳工艺条件为:进风口温度95 ℃,最佳保护剂为15%脱脂奶粉,雾化压力0. 25 MPa,进样速度10 mL/min,真空度-0. 03 Pa。在该条件下喷雾干燥得到的YH-18固体菌剂产物,活菌量可以达到3. 28×10 ⁹ cfu/g。YH-18固体菌剂对林木溃疡病病原菌拟茎点霉(Phomopsis sp.)保持有明显拮抗作用。【结论】固体菌剂相对于液体菌剂具有更易储藏、便于运输、货架期长等优点。喷雾干燥法具有控制性强、稳定性高的特点,是实现液体菌剂到固体菌剂的有效途径。YH-18发酵液喷雾干燥工艺条件的确定为未来规模化固体菌剂应用提供了技术支持。     

贝莱斯芽孢杆菌BR-01菌株高产抗菌肽培养基的优化及其抗菌肽的鉴定

贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis) BR-01菌株对水稻细菌性条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola,Xoc)具有较好的拮抗作用。为了提高该菌株的抗菌肽发酵产量和生防价值,对其产抗菌肽培养基进行了优化,并初步鉴定了其抗菌肽的成分。以B.velezensis BR-01菌株无菌发酵滤液对Xoc的抑菌圈直径为评价指标,从7种常见培养基中筛选出最适培养基,通过单因素试验优化初始培养基各组分含量和发酵条件,再利用Plackett-Burman (PB)试验筛选出影响发酵滤液抑菌活性的显著因素,运用响应面分析法获得最优发酵条件。利用PCR分析B.velezensis BR-01基因组中抗菌肽合成相关基因;使用液相色谱-质谱联用(Liquid Chromatography-Mass Spectrometer, LC-MS)技术鉴定其产生的抗菌肽。结果表明,B.velezensis BR-01菌株最佳抗菌肽培养基配方与发酵条件为麦芽糖11.89 g/L、酵母提取物13.54 g/L、NaCl 5 g/L、KH₂PO     

贝莱斯芽孢杆菌3A3-15生防和促生机制

为揭示贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)3A3-15生防和促生作用相关机理,采用9对特异性引物对其抑菌基因和促生长基因进行PCR检测,并分别通过Sackowski法、Schwyn和Neiland法检测其分泌吲哚乙酸(IAA)和嗜铁素能力,通过高效液相色谱-电喷雾质谱(HPLC-ESI-MS)分析其发酵液抑菌成分,采用平板对峙实验和孢子萌发抑制实验分析该菌株的抑菌机理.结果表明,贝莱斯芽孢杆菌3A3-15中的抑菌基因包括yndJ、srfAB、ituC、bamC和fenD,促生长基因包括ysnE和dhbC.该菌株分泌嗜铁素能力较强,A_s/A_r值达到0.238,鉴定其抑菌物质为C14～C15 surfactinA,且贝莱斯芽孢杆菌3A3-15的次生代谢物能导致病原菌(尖孢镰刀菌)菌丝扭曲、膨大、畸形,对其孢子萌发抑制作用较强,抑制率达93.2%.以上结果说明贝莱斯芽孢杆菌3A3-15具有较好的生防和促生潜力,是防治尖孢镰刀菌引起的大豆根腐病的潜在菌株.     

绿色糖单孢菌麦芽糖α-淀粉酶基因在枯草芽孢杆菌中的高效分泌表达

【目的】构建高产麦芽糖α-淀粉酶的工程菌株并实现高效分泌表达。【方法】PCR扩增麦芽糖α-淀粉酶基因sva,再与大肠杆菌-枯草芽孢杆菌麦芽糖诱导型穿梭载体pHCMCO4-Pglv连接,构建重组质粒pHCMCO4-Pglv-sva并转入枯草芽孢杆菌进行表达,对重组酶进行SDS-PAGE分析,然后对重组菌株的生长及发酵条件进行优化。【结果】成功构建重组质粒pHCMCO4-Pglv-sva并在枯草芽孢杆菌中实现分泌表达,SDS-PAGE分析发现,在55kDa处得到特异性蛋白条带。单因素试验结果显示,重组菌的最适诱导温度为35℃,最适接种量为4%(V/V),最适装液量为30mL。正交实验结果显示,重组菌的最佳发酵条件组合是诱导温度37℃、接种量5%(V/V)、装液量25mL,在此条件下发酵液粗酶活力达到257.3698U/mL。装液量对重组菌的产酶量影响显著。【结论】成功构建能高效分泌表达麦芽糖α-淀粉酶的枯草芽孢杆菌工程菌株,经发酵条件优化后,重组酶产量显著提高10倍左右。     

利用味精废水生产苏云金芽孢杆菌生物农药Ⅱ：苏云金芽孢杆菌的菌种筛选及发酵优化

利用味精废水生产苏云金芽孢杆菌生物农药。首先将废水作为筛选培养基,对18株苏云金芽孢杆菌进行初筛和复筛后,确定菌株WB5为适合该废水生长的菌株。在此基础上,通过正交实验,确定了添加到废水中的营养物组分（％）：玉米淀粉3,蛋白胨1,豆粕3。发酵条件优化结果表明：培养基初始pH为8．0,发酵温度30℃、200rpm摇床培养50h。     

蜡样芽孢杆菌NJSZ-13菌株对松材线虫产卵和繁殖的影响

【目的】 已有研究表明蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)NJSZ-13菌株对于马尾松具有促生作用,且菌悬液的促生效果最佳。为了进一步解析和评价该菌对松材线虫的生防机理,在虫液和卵液中加入NJSZ-13菌株,研究该菌株对松材线虫的杀线效果以及对其产卵、卵孵化和繁殖量的影响。【方法】 首先通过离心将蜡样芽孢杆菌NJSZ-13菌株分成菌悬液、发酵液和发酵滤液,并调配成原液、5、10、100和1 000倍的稀释液,其中菌悬液和发酵液的原液浓度为3×10⁸ cfu/mL,以无菌水和NB培养基为对照。①用浸渍法测定NJSZ-13菌株在24 h和48 h对松材线虫的杀线效果。②挑取10对生长良好的雌雄4龄幼虫于1.5 mL离心管,用NJSZ-13菌株处理24 h后将虫卵从离心管冲洗到35 mm培养皿中,统计各处理的产卵量。③在35 mm小皿中加入1 mL无菌卵液(约含400个卵)和NJSZ-13菌株,统计12、24和36 h的孵化虫数。④将100 μL线虫液(含500条松材线虫)与100 μL NJSZ-13菌株混合接入60 mm培养皿的灰葡萄孢中,在25 ℃培养箱培养5 d,用贝尔曼法分离线虫并计数。【结果】 ①NJSZ-13菌株的发酵液和发酵滤液原液处理24 h后的杀线率即高达100%,而其菌悬液原液处理48 h后的杀线率仅为81.47%。②NJSZ-13菌株原液能极显著地抑制松材线虫产卵,随着稀释倍数的增大,这种抑制作用逐渐减小。③NJSZ-13菌株的10倍稀释液处理松材线虫卵,在12 h时极显著地抑制卵的孵化,在24 h时仍达到显著水平,在36 h时仅发酵液和发酵滤液有显著的抑制作用。100倍稀释液处理12 h时,发酵液和发酵滤液相对于对照有显著差异,其他处理时间点均无显著差异。④NJSZ-13菌株原液和5倍稀释液处理松材线虫,其繁殖力与对照组有显著差异(P<0.05)。10倍稀释液处理松材线虫时,菌悬液对线虫繁殖力无明显的影响,而发酵液和发酵滤液与对照有显著差异。【结论】 蜡样芽孢杆菌NJSZ-13菌株的菌悬液、发酵液、发酵滤液均对松材线虫有杀线作用。其中,发酵液和发酵滤液的杀线效果更显著;NJSZ-13菌株能抑制松材线虫的产卵、卵孵化和繁殖,同样发酵液和发酵滤液的抑制效果较菌悬液明显。     

产聚β-羟基丁酸芽孢杆菌的拉曼光谱快速筛选研究

【目的】探索快速筛选产生物塑料聚β-羟基丁酸(PHB)芽孢杆菌的光学手段,以期筛选到以葡萄糖或蔗糖为发酵底物的高产PHB优良菌株。【方法】应用拉曼光镊技术快速收集分离株的单个细胞拉曼光谱,分析其光谱特征。【结果】基于拉曼光谱特征峰可快速辨别细胞类型和细胞PHB含量,菌落细胞的PHB拉曼信号强度与菌株的PHB发酵能力有相关性;从不同土壤样品中分离的菌株,45%以上具有产PHB的能力,其中S-C-2菌株在3%蔗糖下PHB最大产量为5.27g/L,PHB占细胞干重70%;拉曼光谱监测发酵过程显示,不同发酵阶段发酵液的PHB总含量与单个芽孢杆菌细胞1732cm~(-1)峰的平均信号强度线性相关。【结论】拉曼光谱可以简单快速分选产PHB的芽孢杆菌,实时监测PHB发酵进程。     

利用污泥制备微生物灭蚊剂的研究

以活菌数、芽孢数和毒效为参数,通过摇瓶发酵试验探讨了污泥为原料制备微生物灭蚊剂的可行性.结果表明,在含固率适宜的条件下,污泥是微生物灭蚊菌株Bacillus thuringiensis subsp. israelensis 187(简称Bti 187)和 Bacillussphaericus 2362(简称Bs 2362)的优良产孢产毒培养基.Bti 187和Bs 2362在污泥中发酵42h,活菌数分别可达3.7×108CFU/mL、3.6×108CFU/mL;抗热性芽孢数分别可达2.6×108CFU/mL、3.5×108CFU/mL,均显著高于常规LB培养基.毒力测定表明,在污泥中发酵42h后,Bti 187发酵液对淡色库蚊和白纹伊蚊的LC50分别为1.05μg/mL、0.93μg/mL,Bs 2362发酵液对淡色库蚊和白纹伊蚊的LC50分别为0.69μg/mL和103.4μg/mL.与常规LB培养基相比,杀蚊幼虫毒效显著提高.采用污泥发酵制备微生物灭蚊剂可降低生产成本,且发酵性能优良,为污泥资源化开辟了新途径.     

兰花炭疽病拮抗细菌Bacillus megaterium 1-12菌株的产芽孢条件优化

为了提高兰花炭疽病拮抗菌巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)1-12菌株的芽孢形成率及芽孢数量,在摇瓶发酵基础上对芽孢形成的主要影响因素进行了考察.通过单因素实验和正交实验对1-12菌株产芽孢条件进行了分析,确定了摇瓶发酵最佳条件:培养基组成(质量分数)为玉米粉1%,大豆蛋白胨1%,CaCl2·2H2O·"0.1%,MnSO4·H2O 0.05%;培养液初始pH 6.0;培养条件为种龄20 h,装瓶量30 mL/250 mL,接种量8%,温度30 ℃,摇瓶转速200 r/min.在此条件下,B. megaterium 1-12菌株发酵液中的芽孢数量为1.92×109个mL-1,芽孢形成率达到了95%.     

枯草芽孢杆菌转化鱿鱼墨制备溶栓型发酵液

利用枯草芽孢杆菌发酵鱿鱼墨制备溶栓型发酵液,在发酵温度37℃和发酵培养基pH 7.2条件下,研究了枯草芽孢杆菌接种量、发酵时间、摇床转速、葡萄糖添加量和装液量对发酵产物的溶栓活性影响.在枯草芽孢杆菌接种量2.0％,发酵时间72 h,摇床转速160 r/min,葡萄糖添加量2.0％,鱿鱼墨发酵培养基装液量50 mL(100 mL锥形瓶)发酵条件下,鱿鱼墨枯草芽孢杆菌发酵液的溶栓活性与50.9 IU/mL尿激酶相当.     

一株促生抗病的樱花内生细菌的分离、筛选和鉴定

【目的】解决樱属植物生产过程中根癌病的发生问题。【方法】采用组织分离法和稀释分离法分别从枝干和叶片中分离内生细菌;采用滤纸片法选拮抗菌,通过形态学、生理学和分子生物学法对筛选菌株进行种类鉴定;通过比色法测定筛选菌株的解有机磷的能力;以特定培养基测定菌株产IAA(anxin)的能力,通过测定OD₆₀₀值判断耐NaCl的能力。【结果】在樱花体内共分离到32株内生细菌,其中从枝条内分离到28株,从叶片内分离到4株。对32株内生细菌进行抑菌活性的筛选,有2株对根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)有明显的抑制作用。另对其中的1株细菌YH-20进行鉴定,鉴定结果为瓦雷兹芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。菌株YH-20具有良好的解有机磷和无机磷作用,其在第7天的解无机磷的量为178.43 mg/L,在第7天解有机磷的量为76.50 mg/L;具有较高的分泌IAA的能力,在第7天IAA的生成量为9.174 μg/mL;可在含10% NaCl的培养基上正常生长。【结论】筛选获得的瓦雷兹芽孢杆菌YH-20菌株具有抗植物根癌病菌和解磷能力,是一株在林木根癌病的防治上有很好应用前景的菌株。     

一株高温蛋白酶高产菌株产酶条件的优化

对一株高温蛋白酶高产菌株枯草芽孢杆菌BY25的发酵培养基组成与产酶条件进行了优化。正交试验结果显示培养基中各因子对产酶影响从高到低为:豆饼粉、葡萄糖、硫酸镁、麸皮、磷酸氢二钠、氯化钙。在此基础上进行培养基组成优化,将豆饼粉、麸皮混合氮源改为以豆饼粉为单一氮源进行蛋白酶发酵。单因素试验发现,在单一氮源培养条件下,培养基中各因子对产酶影响从高到低依次为:豆饼粉、葡萄糖、氯化钙、磷酸氢二钠。除微量氯化钙外,金属盐,尤其是金属硫酸盐的添加对产酶有显著抑制作用。此外,培养初始pH和培养时间对产酶有显著影响,接种量也有一定影响。通过绘制120 h产酶曲线发现,BY25产酶曲线为双峰,产酶曲线顶峰出现在发酵后72 h,优化后BY25发酵培养基各组分添加量为豆饼粉60 g/L、葡萄糖60 g/L、氯化钙 0.5 g/L、磷酸氢二钠 4 g/L,接种量为4.5%～5%,初始培养pH为8.0。优化产酶培养基和产酶条件后,发酵液酶活力可达到101.1 μmol/(min·mL)。     

利用腐生线虫加速替代疫木中松材线虫种群数量研究

【目的】筛选在疫木中容易定殖且能够加快树体内松材线虫种群消退的腐生线虫,在媒介昆虫羽化前大幅减少疫木中松材线虫种群数量,使得松材线虫病害的传播得到有效控制。【方法】从安徽、四川和江苏3省的部分疫区采集的疫木中分离获得8种腐生线虫。将8种腐生线虫以1、2、4倍于木块中松材线虫数量的接种量接种至疫木块中,以接种无菌水的木块为对照,分别置于15和25 ℃下培养15和30 d,分离并计数疫木块中松材线虫和腐生线虫的种群数量,分析不同接种量及温度下,接种腐生线虫对疫木中松材线虫种群数量的影响。野外条件下,将8种腐生线虫接种至松材线虫病疫木段中,接种量为2.0×10⁵~2.5×10⁵条,以接种无菌水的木段作为对照。120 d后钻取木样,150 d后捕获松墨天牛并收集蛹室周围木样,分离并计数木样中的松材线虫数量,比较接种前后疫木内松材线虫数量的变化,分析腐生线虫对疫木整体、天牛及蛹室周围携带的松材线虫种群的影响。【结果】室内接种试验表明,15 ℃培养时,在第30 天接种量为4倍的虫株JHS2处理组和接种量为1倍的虫株JHS4处理组能显著降低松材线虫的数量。25 ℃条件下培养的第15 天,3种不同接种量的虫株JHS4处理组中松材线虫减少率均显著高于对照。培养 30 d后,接种量为4倍的虫株JHS4处理木块中松材线虫减少率显著高于对照,为对照的2.9倍。野外接种试验结果表明接种虫株JHS4能加速木段内松材线虫的消亡,与对照相比,木段整体松材线虫的减少率为96%,显著高于同期对照(74%);此外,所有处理组的蛹室周围木样和羽化天牛所携带的松材线虫量均低于对照。其中,虫株JHS4处理组蛹室周围木样和羽化天牛携带的松材线虫数量最低,每克蛹室木样中携带松材线虫的数量仅为20 条,平均每头天牛携带松材线虫的数量为132条。【结论】腐生线虫能够加快疫木中松材线虫种群消退,可影响天牛蛹室及天牛所携带的松材线虫数量。利用腐生线虫对疫木中松材线虫具有一定的生防潜力,将其应用于松材线虫病的疫木除治具有技术可行性和广阔前景。     

嗜热乳酸菌发酵液对玉米浸泡效果的影响

从玉米浆中筛选出耐50 ℃高温的嗜热乳酸菌,绘制其生长曲线和产酸曲线。然后以10%的接种量接入玉米浸泡水中,研究嗜热乳酸菌对玉米浸泡效果的影响。结果表明,嗜热乳酸菌发酵液可有效提高玉米的吸水率和淀粉得率,玉米吸水饱和所需要的时间由传统工艺的20 h缩短为10 h,淀粉得率由传统工艺的59.22%提高到63.23%。     

短小芽孢杆菌LYMC-3菌株对拟茎点霉的拮抗作用

【目的】短小芽孢杆菌LYMC-3菌株对稻瘟病、黄瓜枯萎病及棉花黄萎病等具有显著的防治效果,测定LYMC-3菌株对8种植物病原真菌的抑菌活性,检测其抑菌谱,为其推广应用提供依据。【方法】采用平板对峙法测定LYMC-3菌株对松球壳孢菌(Sphaeropsis sapinea)、松树脂溃疡病菌(Fusarium circinatum)、金黄壳囊孢菌(Cytospora chrysosperma)、拟茎点霉(Phomopsis macrospora)、七叶树壳梭孢菌(Fusicoccum aesculi)、拟盘多毛孢(Pestalotiopsis theae)、山茶炭疽菌(Guignardia camelliae)、葡萄座腔菌(Botryosphaeria dothiorella)8种植物病原真菌的抑菌活性,筛选出抑菌活性最强的病原真菌,进行菌丝生长和孢子萌发抑制试验。【结果】LYMC-3菌株对8种供试植物病原真菌均有抑制作用,抑菌带长度及抑菌活性大小依次为:拟茎点霉>拟盘多毛孢>葡萄座腔菌>松球壳孢菌>七叶树壳梭孢菌>金黄壳囊孢菌>松树脂溃疡病菌>山茶炭疽菌。LYMC-3菌株发酵滤液对拟茎点霉菌丝生长的抑制率为70.36%,对其分生孢子24 h萌发抑制率为88.16%。【结论】短小芽孢杆菌LYMC-3菌株抑菌谱广,其发酵滤液对拟茎点霉有较强的拮抗作用。     

蜡样芽孢杆菌NJSZ-13菌株防治松材线虫病研究

【目的】松材线虫病是一种由松材线虫对赤松、马尾松、黑松等易感树种寄生取食继而引起树种死亡的病害,其发病速度快、易传播,传统的物理、化学防治成本高,且化学防治对环境易造成不可逆的污染,目前还没有较好的防治方法。为寻找安全有效的生物防治方法,笔者探究蜡样芽孢杆菌在温室下对马尾松盆栽苗松材线虫病的防治效果。【方法】采用人工皮接法将2 000、4 000和6 000条松材线虫AMA3虫株分别接种到2年生马尾松幼苗上,测定发生松材线虫病症状的临界值;蜡样芽孢杆菌NJSZ-13菌株是从南京湿地松上分离出的具有杀线虫作用的松树内生细菌,在接种松材线虫AMA3虫株的前7天、当天和接种后第7天用灌根法灌入蜡样芽孢杆菌NJSZ-13菌株菌粉水悬液,并设置对照试验:将发酵液、菌悬液和发酵滤液稀释10倍后,各取20 mL灌注到2年生马尾松根部,其中发酵液和菌悬液的菌体浓度为4×10⁸ cfu/mL,以无菌水和培养基处理为对照,比较蜡样芽孢杆菌不同发酵产物对松材线虫病的防治效果;以灌根法分别施入20 mL菌体浓度为4×10⁸、4×10⁷、2×10⁷ cfu/mL的蜡样芽孢杆菌NJSZ-13菌株菌粉水悬液;将蜡样芽孢杆菌以菌粉水悬液灌根法和菌粉涂抹法两种方式处理2年生马尾松幼苗。从施菌浓度、施菌方法和施菌时间等3个方面对经过低温喷雾干燥制备的蜡样芽孢杆菌菌粉进行防治松材线虫病试验,观察各处理下马尾松的发病情况。【结果】2年生马尾松接种松材线虫AMA3虫株后发病的临界值为4 000条。采用灌根法施入蜡样芽孢杆菌NJSZ-13菌株的发酵液和无菌发酵滤液后不能对松材线虫病起到预防作用,施蜡样芽孢杆菌菌悬液对松材线虫病有一定的预防效果(33%)。蜡样芽孢杆菌对马尾松松材线虫病的预防效果要大于治疗效果,健康马尾松在接种线虫之前以灌根法施入蜡样芽孢杆菌的预防效果会更好。将蜡样芽孢杆菌菌粉直接涂抹松枝,与菌粉水悬液灌根的方法相比,两者对松材线虫病的防治效果相当。同一菌体浓度下蜡样芽孢杆菌菌粉水悬液和发酵菌悬液对松材线虫病的预防效果相当;施用蜡样芽孢杆菌菌粉水悬液对松材线虫病的防治效果随菌体浓度的增加有所提高,当菌体浓度达到一定值以后,增加浓度也不会提高防治效果。【结论】在蜡样芽孢杆菌NJSZ-13菌株防治2年生马尾松幼苗松材线虫病前,先筛选2年生马尾松接种松材线虫的临界值,能有效避免因接种松材线虫浓度过大而使真实防治效果降低的缺点。蜡样芽孢杆菌NJSZ-13菌株菌悬液和经低温喷雾干燥制得的菌粉对松材线虫病均有一定的预防效果,在马尾松未感染松材线虫的健康状态施用蜡样芽孢杆菌NJSZ-13菌株效果更好,通过菌粉涂抹法处理松枝可以对松材线虫病产生预防效果。     

德氏乳杆菌保加利亚亚种培养基及培养条件的优化

为了降低德氏乳杆菌保加利亚亚种的工业生产成本和提高发酵液的菌浓度,通过单因素试验和旋转中心组合设计（central composite design,CCD）相结合的方法优化培养基的组分和培养条件。优化后的培养基成分为:葡萄糖30 g/L、豆粕28 g/L、玉米粉14 g/L、乳清粉28 g/L、K2HPO4 3.0 g/L、柠檬酸三铵2.5 g/L、乙酸钠5 g/L、吐温-80 1.25 mL/L、MgSO4·7H2O 0.2 g/L、MnSO4·4H2O 0.0625 g/L;培养条件为:初始pH值7.1,温度37 ℃,接种量4%（体积分数）,静置培养。经优化后活菌数达到 6.07×109 CFU/mL,明显高于原MRS培养基（5.8×108 CFU/mL）,且其成本较原MRS培养基的成本降低了4000元/t。     

红霉素产生菌的诱变及培养基优化研究

以红色糖多孢菌08L作为出发菌株进行诱变,选育高产菌株。结果表明,诱变得到的UL5菌株发酵水平比出发菌株提高12.6%。再通过培养基优化,其组成为淀粉3%,糊精3%,葡萄糖2%,黄豆饼粉3%,玉米浆1%,硫酸铵0.15%,碳酸钙0.6%,磷酸二氢钾0.02%的条件下,UL5菌株在诱变的基础上,发酵水平再提高15.2%。