解淀粉芽孢杆菌的培养工艺及应用研究进展

解淀粉芽孢杆菌是一种分布广泛的益生菌,能够产生许多抑制真菌和细菌活性的物质。文章对解淀粉芽孢杆菌的理化性质、所含活性物质、培养工艺的优化、抗菌、抗氧化功能及其应用情况进行了综述。     

解淀粉芽孢杆菌ASR-12抗菌蛋白的分离纯化 及其编码基因克隆

为了从菌株ASR-12发酵液中分离纯化获得抗菌蛋白。将菌株ASR-12发酵液经硫酸铵沉淀、透析除盐后获得粗蛋白,粗蛋白进行热处理和Q Sepharose Fast Flow柱层析,纯化后的蛋白进一步进行LC-MS鉴定,并克隆其编码基因进行测序。粗蛋白经热处理和柱层析后得到5个吸收峰,活性检测结果显示峰Ⅳ具有较高抑菌活性,经SDS-PAGE检测显示为单一条带,分子量约为50k Da。LC-MS鉴定结果显示抗菌蛋白与M42家族肽酶同源性最高,覆盖度达到80%;并能从菌株ASR-12基因组中克隆到M42家族肽酶编码基因,测序结果经BLAST比对与解淀粉芽孢杆菌B9601-Y2的M42家族肽酶编码基因同源性达100%。菌株ASR-12产生的抗菌蛋白中,M42家族肽酶为主要活性成分。     

解淀粉芽孢杆菌HAB-7 对18株植物病原真菌的抑制作用

HAB-7是一株分离自豇豆根际土壤、 具有较强抑菌作用的解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens).研究HAB-7对18株植物病原真菌及其发酵液粗提蛋白对植物病原的抑制作用,并测定其对番茄种子的促生作用.采用平板对峙法测定其对18株植物病原真菌的抑制活性,以橡胶树炭疽菌为指示菌,对其发酵上清液经60%、80%硫酸铵盐析获得的抗菌粗蛋白进行测试﹔ 并将HAB-7菌液稀释成6个浓度梯度,分别用来对番茄种子进行促生测试.结果显示﹕HAB-7对18株植物病原真菌的平均抑菌率为61.03%﹔ 其发酵上清液对橡胶树炭疽病菌的抑制率为56.80%,80%硫酸铵粗提蛋白对橡胶树炭疽病菌的抑制率为38.88%﹔10-4 CFU/mL的HAB-7菌液浓度促进了番茄种子胚根的伸长,长度比CK提高67.76%.HAB-7菌株对植物病原菌有较广谱的抑菌活性,其分泌的活性物质除了活性蛋白外,可能还有其他的活性物质,低浓度的HAB-7菌液能促进植物根系生长.本研究结果为后续研究其致病机理起到重要的作用.     

解淀粉芽孢杆菌产抗菌物质发酵工艺研究

解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)BJ-6发酵过程中可产生对多种植物病原真菌有抑菌作用的抗菌物质,为提高该菌株抗菌物质的产量,收集到应用于芽孢杆菌发酵的培养基配方18种,通过摇床培养筛选出较适宜于解淀粉芽孢杆菌BJ-6发酵的培养基7种.在此基础上,利用2号培养基对该菌株进行了5 L发酵罐的发酵培养,并采用不同生化检测方法测定了发酵过程中菌体数量、蛋白产生量、碳源和氮源的消耗量随发酵时间的动态变化情况,明确了最佳发酵时间为96 h以及碳氮源的补加时间为开始发酵后的8～12 h.同时,发酵罐自动记录了发酵过程中pH值和溶氧的动态变化.     

淀粉芽孢杆菌HAB-7对18株植物病原真菌的抑制作用

HAB-7是一株分离自豇豆根际土壤、具有较强抑菌作用的解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。研究HAB-7对18株植物病原真菌及其发酵液粗提蛋白对植物病原的抑制作用,并测定其对番茄种子的促生作用。采用平板对峙法测定其对18株植物病原真菌的抑制活性,以橡胶树炭疽菌为指示菌,对其发酵上清液经60%、80%硫酸铵盐析获得的抗菌粗蛋白进行测试;并将HAB-7菌液稀释成6个浓度梯度,分别用来对番茄种子进行促生测试。结果显示:HAB-7对18株植物病原真菌的平均抑菌率为61.03%;其发酵上清液对橡胶树炭疽病菌的抑制率为56.80%,80%硫酸铵粗提蛋白对橡胶树炭疽病菌的抑制率为38.88%;10-4CFU/m L的HAB-7菌液浓度促进了番茄种子胚根的伸长,长度比CK提高67.76%。HAB-7菌株对植物病原菌有较广谱的抑菌活性,其分泌的活性物质除了活性蛋白外,可能还有其他的活性物质,低浓度的HAB-7菌液能促进植物根系生长。本研究结果为后续研究其致病机理起到重要的作用。     

生防菌解淀粉芽孢杆菌B15发酵液抗菌谱及安全性测试

解淀粉芽孢杆菌B15是来源于酿酒葡萄表面的生防菌,通过研究该菌株发酵液对23种植物病原菌的抑制效果,并以水稻为试验对象进行安全性测试.结果表明,生防菌解淀粉芽孢杆菌B15的发酵稀释液(浓度为10 CFU/mL)对23种植物病原菌的抑制率均在50％以上,对香菇烂筒病、苹果腐烂病、棉花炭疽病、花生褐斑病和黄瓜枯萎病5种病原真菌的抑制率在90％以上,计算可得EC50的范围为0.000～11.704个/mL,表明解淀粉芽孢杆菌B15具有广谱抗菌性.通过室内田间安全测试试验,验证了该菌株对作物的安全性,从而为该菌株生物农药的开发与应用提供数据支持.     

解淀粉芽孢杆菌的研究进展

解淀粉芽孢杆菌是具有良好生物防治功能的益生菌,广泛应用于植物病原真菌和细菌的防治,其功能基因组、蛋白组和代谢组学的研究已取得了一定的进展。综述了解淀粉芽孢杆菌在分类学鉴定、抗菌物质、抗菌机理以及与植物互作等方面的最新研究进展。     

芽孢杆菌抑制玉米茎腐病菌禾谷镰孢菌和拟轮枝镰孢菌的研究进展

玉米茎腐病是由一种或多种真菌、细菌单独或共同侵染引起玉米根腐、茎腐、鞘腐以及穗腐等症状的世界性顽疾,部分病原还能产生真菌毒素,严重影响玉米的产量和质量。芽孢杆菌(Bacillus spp.)是已知的最具潜力的生防菌之一,且在自然界中分布十分广泛。深入了解生防芽孢杆菌的抗菌活性物质及抑菌机制,对玉米茎腐病的绿色防控具有重大意义。本文重点阐述对玉米茎腐病具有生防作用的芽孢杆菌种类、防效、防控机制,及相关混合菌剂的应用现状。生防芽孢杆菌菌体悬液、发酵液和无菌发酵液对病原菌均具有一定的抑菌效果。其中,甲基营养型芽孢杆菌TA-1的发酵液防效最佳,且对玉米具有促生长作用;蜡样芽胞杆菌B25菌体悬液浸种后显著降低了鲜玉米粒中伏马菌素的含量;贝莱斯芽孢杆菌BV23对玉米多种病原均有抑制作用;在室内及大田中解淀粉芽孢杆菌B9601-Y2发酵液均较菌体悬液和无菌发酵液的抑制效果好。多数芽孢杆菌产生的脂肽类抗菌物质能破坏细胞膜和细胞壁的完整性,导致禾谷镰孢菌和拟轮枝镰孢菌菌丝畸形、顶端囊泡化,细胞膜通透性增强,细胞质渗漏,从而抑制病原菌菌丝生长、孢子产生以及孢子萌发;此外,脂肽类活性物质还能使病原菌DNA二...     

解淀粉芽孢杆菌ZJ01对枣黑斑病菌的抑制作用

为了有效防控枣黑斑病,以解淀粉芽孢杆菌ZJ01为试材,进行了枣黑斑病菌LG与解淀粉芽孢杆菌ZJ01的平板对峙和玻片对峙试验,观察了解淀粉芽孢杆菌ZJ01对枣黑斑病菌LG菌落生长及孢子萌发的抑制效果。结果表明:平板对峙培养8 d时,解淀粉芽孢杆菌ZJ01对枣黑斑病菌LG菌落生长有较强的抑制作用,抑制率达到53.3%;对峙区的枣黑斑病菌LG菌丝出现了顶端膨大、原生质割裂、不正常产孢等异常现象。解淀粉芽孢杆菌ZJ01无菌发酵液可有效抑制枣黑斑病菌LG的孢子萌发及菌丝生长。     

苹果病原真菌拮抗菌HMQAU140045的分离与鉴定

为开发苹果病原真菌生防菌剂,采用稀释分离法、生长速率法、平板对峙法等从土壤中筛选出对苹果腐烂病(Cytospora mandshurica)、轮纹病(Botryosphaeria dothidea)、斑点落叶病(Alternaria mali)具有明显拮抗作用的菌株,并根据其形态、生理生化特征、16S rDNA序列分析等进行鉴定。结果表明,菌株HMQAU140045抑菌效果显著,对3种苹果病原真菌菌丝生长和孢子萌发均有显著抑制作用,经其无菌发酵滤液处理后,病原菌菌丝畸形,分支增多,局部膨大,分生孢子不萌发或萌发产生的芽管畸形肿大成球状泡。鉴定结果表明该菌株为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。     

健康魔芋根表土壤优势细菌鉴定及其抗病促生作用

为探索健康魔芋根表土壤优势细菌有无抗病促生作用,采用菌落形态特征观察及16SrRNA基因序列分析确定优势细菌B18和B17的分类地位;通过皿内拮抗和甜瓜种子发芽试验研究优势细菌对魔芋软腐病菌的拮抗和促种子萌发活性;采用盆栽试验研究优势细菌对魔芋软腐病的防病促生作用。结果表明:(1)经鉴定,2株优势细菌B18和B17分别为放射型根瘤菌(Rhizobium radiobacter)和苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis),其无细胞发酵滤液对4种软腐病菌均有皿内拮抗作用,同时具有较强的促生活性。其中,放射型根瘤菌104倍、苏云金芽孢杆菌10倍无细胞发酵滤液稀释液对甜瓜种子萌发和幼苗生长的促进效果最好。(2)放射型根瘤菌、苏云金芽孢杆菌菌悬液分别单接或与软腐病菌混接对盆栽魔芋软腐病的相对防效为17.0%~60.0%。(3)2株优势细菌分别单接或与软腐病菌混接能显著提高盆栽魔芋叶片光合作用,促进枝长和地径增加,亦能提高盆栽魔芋球茎鲜质量和根茎数量。由此可知,放射型根瘤菌、苏云金芽孢杆菌具有一定的促生、抗魔芋软腐病能力;通过作物健株与病株根际微生物区系比较确定健株优势微生物,可快速筛选具有实际效果的防病促生菌。     

大豆疫霉生防菌解淀粉芽孢杆菌JDF3的鉴定

分离获得1株细菌JDF3，它能有效地抑制大豆疫霉菌丝的生长和孢子囊的形成。该菌株对细极链格孢、小麦全蚀病菌和西瓜炭疽病菌的抑制率高于70%。盆栽结果显示细菌JDF3对大豆疫病的防治率为70.7%。菌株形态特征、18项生理生化和gyrB基因测序结果鉴定菌株JDF3为解淀粉芽孢杆菌。     

功能基因组注释探讨解淀粉芽孢杆菌的益生机制

旨在利用功能基因组注释的方法，深入挖掘解淀粉芽孢杆菌BLCC1-0238基因组中与益生作用密切相关的功能基因。结果表明，解淀粉芽孢杆菌BLCC1-0238的基因组大小约为3.88 Mb，含有3 941个编码序列，有8个基因簇参与聚酮类化物、非核糖体脂肽和芽孢杆菌素的生物合成，部分基因簇参与环状脂肽罗克霉素的合成；该菌还具有1个编码肽基脯氨酰异构酶的基因，12个与耐酸相关的基因和7个参与编码水解酶的基因。综上所述，这些基因的存在有助于动物机体对抗病原菌和胁迫因素，还有利于对营养物质的消化和 吸收。     

内生解淀粉芽孢杆菌262AG6抑菌物质的初步探究

以拮抗内生解淀粉芽孢杆菌262AG6为研究对象,对其稳定性进行测定,用乙酸乙酯和氯仿对其发酵液进行萃取,对所得次级代谢产物主要成分进行分析。结果表明,粗提液在高温、酸碱、紫外线下的稳定性良好。发酵液经氯仿、乙酸乙酯萃取和GC-MS分析,发现两种有机萃取物中都含有烟酮、邻苯二甲酸单(2-乙基己基)酯和二十三烷等8种化合物。其中,乙酸乙酯萃取物中独有3,5-二甲氧基苯酚、香兰素和环(高氨酸脯氨酰基)等10种化合物;氯仿萃取物独有阿扎次黄嘌呤、四甲基环丁烷1,3-二酮和DL-3-(3,4-二羟苯基)丙氨酸等11种化合物。     

黄芪根腐病生防菌株的筛选鉴定及其防效评价

以沙棘根瘤内生细菌为材料,筛选对黄芪根腐病具有生防效果的菌株,以期为黄芪根腐病的生物防治提供优质菌种。采用平板对峙法,筛选得到抑菌性能较强的沙棘根瘤内生细菌TT14,并检测其对4株黄芪根腐病原菌的抑菌活性;根据形态和培养特征,生理生化特性及16S rRNA基因序列分析,对菌株TT14进行鉴定;通过盆栽试验,测定菌株TT14发酵液对黄芪根腐病的防治效果。结果显示,25株沙棘根瘤内生细菌中,11株具有抑制黄芪根腐病的能力,其中5株对供试的4株黄芪根腐病病原菌都表现出较好的抑菌效果,在这5株内生菌中TT14抑菌效果最佳,其对4株病原菌的抑菌率均在54.52%以上;经鉴定菌株TT14为特基拉芽孢杆菌(Bacillus tequilensis);盆栽试验显示菌株TT14发酵液对黄芪根腐病有明显的生防效果,其防治效果达65.68%,较对照组提高38.08%。综上可见,沙棘根瘤内生细菌TT14具有较强的抑制黄芪根腐病的活性,并具有较好的生防效果。     

草莓根腐病病原菌的分离鉴定及拮抗芽孢杆菌的筛选

为了更好地防治草莓根腐病,降低草莓根腐病对草莓植株的危害,减少本地草莓种植户的经济损失,从本地大田中采集了草莓根腐病病苗,并从中分离出三种真菌。通过分子生物学鉴定和科赫氏法则验证,确定草莓根腐病的病原菌为腐皮镰刀菌（Fusarium solani）。同时,利用平板对峙实验,筛选出了两种具有较好拮抗效果的贝莱斯芽孢杆菌913和Rf,有望应用于以后的生防菌株开发中。     

魔芋软腐病拮抗菌BJ-1的鉴定

[目的]为魔芋软腐病的生物防治提供理论基础。[方法]采用平板对峙培养法从健、病魔芋植株及其根际土壤中进行拮抗菌的初筛和复筛,对筛选出的魔芋软腐病拮抗菌BJ-1进行形态学观察和生理生化鉴定。[结果]从发病植株中分离获得的BJ-1对魔芋软腐病有较强的拮抗作用,拮抗带宽度达10 mm。复筛试验表明,内生拮抗菌BJ-1具有广谱抗菌活性,对软腐病原菌的拮抗作用最强,拮抗带宽度达12 mm。形态学观察、生理生化试验发现BJ-1与芽孢杆菌属细菌的形态学特征和生理生化性状相似,初步认为魔芋软腐病拮抗菌BJ-1为芽孢杆菌属细菌。[结论]魔芋软腐病拮抗菌BJ-1为芽孢杆菌属细菌,对软腐病原菌有强拮抗作用。     

北京房山区草莓根腐病病原菌分离鉴定及室内毒力测定

【目的】明确北京市房山区草莓主栽品种根腐病致病菌的优势菌种并筛选出适宜的防治药剂。【方法】2014年6月—2015年10月于北京市房山区长阳镇夏场村和康奇草莓种植园采集染病的红颜草莓作为试验样本材料,采用常规组织分离分离病原菌;采用针刺回接法和伤根回接法对比证病;采用ITSrDNA分子测序和形态学相结合的方法鉴定病菌;采用生长速率法进行药剂对根腐病病原菌的室内毒力测定。同时结合田间防治试验筛选出适宜的防治药剂。【结果】明确了引起房山区草莓根腐病的主要病原物为立枯丝核菌(Rhizoctonia solanisp),参试的8种药剂对其抑制效果差异较大,其中抑制效果最好的有甲基硫菌灵和杀毒矾,EC50值分别为6.597 7和20.835 4。其次是枯草芽孢杆菌、哈茨木霉和寡雄腐霉,EC50值分别为120.650 3、185.033 1和244.262 8。从长远的发展角度来看,相比化学农药,生物菌剂可以更合理的改良土壤。【结论】北京房山区草莓主栽品种根腐病主要致病菌的确定以及相关药剂试验,为不同地区、不同品种的草莓根腐病的致病菌研究补充了新的资料和数据,同时为针对性防治草莓根腐病提供了依据。     

解淀粉芽孢杆菌F11抗真菌活性研究

解淀粉芽孢杆菌F11对核盘病菌、玉米大斑病菌、猕猴桃软腐病菌、烟草炭疽病菌等12种作物病原菌具有高效、广谱的抑菌效果,研究其生物防治机理可为该菌株应用于植物病害防治提供理论依据。本研究采用混菌法、牛津杯法及显微镜观察法探究了菌株F11发酵液不同稀释倍数、发酵液3种分离液（菌株发酵液离心分离获得上清液A,上清液A继而进行酸沉淀和甲醇提取分别获得发酵上清液B和胞外代谢物粗提液）对病原菌的抑制效果及抑菌特性。混菌法结果表明,菌株F11的抑菌效果随稀释倍数的增加而逐渐下降,但1 000倍稀释液对樟树炭疽病菌（Colletotrichum gloeosporioides）的相对抑制率和10倍稀释液与发酵原液对烟草黑胫病菌（Phytophthora parasitica var.nicotianae）、核盘病菌（Sclerotinia sclerotiorum）、玉米大斑病菌（Setosphaeria turcica）、猕猴桃软腐病菌（Botryosphaeria dothidea）的相对抑制率均达100%,且所列稀释液与发酵原液间无显著差异。牛津杯法结果表明,上清液B中不含抑菌活性物质,而上清液A与胞外代谢物粗提液中均含有抑菌活性物质。显微镜观察结果显示,胞外代谢物粗提液中的抑菌活性物质可使病原菌菌丝消融、断裂、扭曲、缠绕变形、原生质体凝集渗漏、形成泡囊结构等。研究表明,菌株F11病原菌的抑菌效果随发酵液稀释倍数增加而下降,其对樟树炭疽病菌（Colletotrichum gloeosporioides）的防治效果最好,发酵液经1 000倍稀释后相对抑制率仍达100%;对烟草黑胫病菌、核盘病菌、玉米大斑病菌、猕猴桃软腐病菌四种病原菌则可采用10倍稀释液代替发酵原液进行防治。其抑菌活性物质存在于胞外代谢物粗提液中,该物质的抑菌特性和脂肽抗生素的作用基本一致,推测为一类脂肽抗生素。     

香蕉细菌性软腐病菌的寄主范围及香蕉品种的抗性测定

以分离获得的3个香蕉细菌性软腐病菌为接种菌株,采用针刺和注射等接种方法进行了香蕉细菌性软腐病菌寄主范围的鉴定,并对香蕉不同品种的抗性进行了测定.结果表明,在供试的15科22种植物中有21种植物可以被病原菌侵染而发病,表明该病原菌寄主范围广泛.对我国普遍栽种的7个香蕉品种的抗性测定结果表明,不同香蕉品种抗性存在差异,其中皇帝蕉为高抗品种;农科1号、大蕉和巴西蕉为中抗品种;而金粉、广粉和威廉斯B6为中感品种.