作者:崔堂兵,刘煜平,郭勇,刘治猛
摘要:对枯草芽孢杆菌BS-06产生抗真菌素的条件进行优化,确定最佳发酵条件为:培养时间为48h,装液量为50mL,初始pH值为8.0,培养基中添加2%麦芽糖、0.2%硝酸钾和1%吐温-80。指出枯草芽孢杆菌BS-06产生的抗真菌素具有较广的抗菌谱,对水稻纹枯病菌、稻瘟病菌、节瓜和冬瓜枯萎病菌、苦瓜枯萎病菌均有较好的抗菌效果,有望开发成生物农药来防治农作物病原真菌。
关键词:枯草芽孢杆菌;农用抗生素;抗真菌素;病原真菌
病原真菌会引发多种疾病,特别是植物病原真菌引起的植物病害已经位居植物三大类病害(真菌病害、细菌病害和病毒病害)之首,如在水稻上发生的240多种病害中,真菌病害占90%。真菌引起植物的多种病害,不仅影响农作物的产量及经济动物的生长,而且还造成极大的经济损失。
长期以来,在防治植物真菌病害中,人们大量使用化学农药,导致了三大难题:(1)环境污染,残毒积累,最终危害人类的健康;(2)病原真菌抗药性直线上升;(3)杀死有益微生物,破坏了植物体内微生物种群的平衡,致使病原真菌成为优势种群,加剧病害的暴发流行。微生物来源的抗真菌抗生素作为生物农药的一个重要分支,具有高效、易分解、无残留、不污染环境等优点,因而日益受到人们的重视。目前已经被广泛应用于防治植物真菌病害的有井冈霉素、春雷霉素、多抗霉素、农抗120、中生菌素、武夷菌素、新多氧霉素、庆丰霉素等。我们从土壤中分离得到1株产抗真
菌物质(抗真菌素)的菌株,经鉴定属枯草芽孢杆菌,命名为BS-06。该菌产生的抗真菌素对农业上多种致病真菌具有良好的抗性,可望开发成为环保型的生物农药。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 供试菌株 枯草芽孢杆菌BS-06 菌株由华南理工大学生物科学与工程学院生化实验室分离、鉴定和保存,水稻纹枯病菌、稻瘟病菌、水稻纹枯病菌为广东省农科院水稻研究所保存,节瓜枯萎病菌、冬瓜枯萎病菌和苦瓜枯萎病菌为广东省农科院蔬菜研究所保存。
1.1.2 培养基
PDA培养基平板:新鲜马铃薯去皮后,取200g切成小块,加1000mL蒸馏水,煮沸30min后用纱布过滤,得马铃薯浸汁;然后加入葡萄糖和琼脂粉各20g,充分溶解后,于121℃下灭菌后倒平板,每个直径9cm的培养皿中倒20mL,冷却后备用。
种子培养基:取牛肉膏0.8g、酵母粉0.5g、葡萄糖1g,溶于 100mL 蒸馏水中,于121℃ 下灭菌后备用。
发酵培养基:生长曲线和抗真菌素积累曲线实验 取1000mL蒸馏水中加入牛肉膏8g、酵母粉5g、葡萄糖5g、NaH2PO4 0.5g、K2HPO4 0.5g、MgSO4·7H2O 0.2g、CaCl2·2H20 0.2g,分装于250mL三角瓶中,装液量为50mL,自然 pH 值,于121℃下灭菌后备用。其他实验的无机盐成分相同,并根据不同实验目的添加不同种类和不同浓度的碳源、氮源、吐温-80,除不同 pH 值实验外均采用自然pH,除不同装液量实验外装液量均为50mL。
1.2 试验方法
1.2.1 生长曲线和抗真菌素积累曲线的测定 取斜面菌种 1 环,接种于种子培养基中,在摇床上于 150r/min、30℃.条件下培养12h,作为种子液。按5%的接种量分别接种到上述液体发酵培养基中,在摇床上于150r/min、30℃.下培养,每12h 取出3瓶,用分光光度计测定发酵液 600nm 的 OD 值。将各发酵液分别置于6000r/min 下离心 15min,取上清液,进行抗真菌效果实验。
1.2.2 发酵条件优化试验# 取斜面菌种1 环,接种于种子培养基中,在摇床上于150r/min、30℃ 条件下培养12h,作为种子液。将种子分别接种到液体发酵培养基(无机盐成分与生长曲线实验相同,其他实验根据实验目的不同添加其他成分)中,在摇床上于150r/min、30℃.下培养48h。取发酵液于6000r/min 下离心15min,取上清液,进行抗真菌效果实验。
1.2.3 抗真菌效果实验 除了抗菌谱实验外,其他实验均采用水稻纹枯病病菌。取水稻纹枯病等致病菌1 环,接入5mL 无菌水中,振荡均匀,制成菌悬液。吸取0.1mL 致病菌菌悬液,均匀涂布于 PDA 培养基平板上,然后在平板上打直径0.5cm 的孔,每个平板打6个孔,于孔内加入离心后的发酵液上清 30uL,置于25℃.培养箱中培养4天,测量抑菌圈直径(mm),以抑菌圈直径大小表示抗菌效果。
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