枯草芽胞杆菌B201产芽孢培养基优化

采用单因素试验及正交试验设计对枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis B201产孢培养基进行了碳源、氮源、无机盐筛选及优化,最终确定B201发酵培养基配方为玉米粉3 g/L,糖蜜10 g/L,豆粕粉10 g/L,鱼粉10 g/L,K₂HPO₄ 2 g/L,Na₂HPO₄ 2 g/L,MgSO₄ 0.5 g/L,MnSO₄ 0.5 g/L。优化后的培养基在500 L通气式机械搅拌发酵罐中进行了小试,结果表明B201生长快速,发酵16 h开始形成芽孢,26 h放罐后发酵液活菌量达到1.06×1010 CFU/mL,芽孢量8.8×109 CFU/mL,芽孢形成率为83.0%,活菌含量和芽孢形成率较高,为B201工业化生产奠定了基础。     

解淀粉芽胞杆菌MH71摇瓶发酵培养基及发酵条件优化

从黑龙江省漠河多年永冻土层采集的冻土样品中分离的拮抗菌解淀粉芽胞杆菌Bacillus amyloliquefaciens MH71,对多种植物病原真菌和细菌具有较强的拮抗作用.本研究主要以无菌滤液对番茄灰霉病菌的抑菌活性为检测指标,采用单因素试验筛选菌株MH71的最佳产抗菌物质培养基及最佳碳源、氮源和无机盐,运用Minitab软件,通过Box-Benhnken试验及响应面分析相结合的方法对该菌株产抗菌物质的发酵培养基配方和摇瓶发酵条件进行了优化.结果表明,菌株MH71产抗菌物质最佳培养基组成为玉米粉36.6 g/L、牛肉膏3.2 g/L、NaC1 1.33 g/L、葡萄糖14 g/L、蛋白胨7 g/L、MgSO4 0.4 g/L、K2HPO4 0.8 g/L、GaGO3 8 g/L.最适发酵条件为培养温度30℃、摇床转速200 r/min、发酵起始pH 7.0、接种量3％、装液量100 mL/500 mL、发酵时间为72 h.在最佳培养基和培养条件下,菌株MH71的活菌数达到了2.1×109 CFU/mL,芽孢数为1.2×109 CFU/mL,同时对番茄灰霉病菌的抑菌能力较优化前提高了37.4％.     

对韭菜迟眼蕈蚊高活性的苏云金芽胞杆菌JQD117发酵培养基及摇瓶发酵条件优化

为了提高苏云金芽胞杆菌的芽胞产量，应用响应面设计对苏云金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis，Bt）JQD117进行发酵培养基和摇瓶发酵条件的优化。本研究在单因素试验基础上，采用响应面试验设计方法优化培养基组分和发酵条件参数。最佳发酵培养基为棉籽饼粉2.00%，大豆饼粉1.00%，酵母粉1.50%，可溶性淀粉2.00%，CaCO₃ 0.30%，MnSO₄ 0.04%，MgSO₄ 0.18%，K₂HPO₄ 0.04%；最佳发酵条件：接种量3%、装液量60 mL、温度30℃、转速150 r/min、初始pH 7.5。在最佳发酵条件下理论活芽胞产量可以达到6.75×10⁹个/mL，试验验证后实际活芽胞产量为5.97×10⁹个/mL。运用响应面法对Bt的发酵条件进行优化，获得了提高芽胞产量的关键参数，为该菌株产业化、规模化应用奠定了基础，为韭菜迟眼蕈蚊的绿色防控和蔬菜的安全生产提供了理论基础。     

萎缩芽胞杆菌HMB22922发酵工艺及其制剂研制

萎缩芽胞杆菌Bacillus atrophaeus HMB22922是一株有效防治棉铃疫病的生防细菌。为降低该菌株的生产成本和提高其制剂的适用性,本研究完善了该菌株的发酵工艺并筛选出用于可湿性粉剂加工的适宜助剂。通过对11种规模化生产所用培养基进行筛选,确定2号培养基作为初始培养基;采用正交试验设计对其进行优化,结果表明,黄豆粉、酵母粉、玉米粉及碳酸钙是影响该菌株发酵活菌数的主效因素,最佳用量分别为13、3、30和3 g/L。进一步确定发酵液初始pH值为7.0、培养温度30℃为该菌株的适宜培养条件,发酵活菌数达到2.81×10⁹ cfu/mL。分别以润湿时间和悬浮率为指标,筛选该菌株可湿性粉剂所需助剂,结果表明,采用粉状885增效助剂B型和SP-2836作为润湿剂和分散剂,其可湿性粉剂润湿分散性能最优,并确定2.00×10⁹ cfu/g萎缩芽胞杆菌HMB22922可湿性粉剂配方。该制剂防治棉铃疫病的室内评价结果表明,人工接种棉铃疫病病原菌7 d后,该制剂能显著降低棉铃疫病的病情指数,防效达52.16%。     

短短芽胞杆菌产抗菌物质——羟苯乙酯发酵培养基的优化

羟苯乙酯是短短芽胞杆菌FJAT-0809-GLX的主要抑菌活性物质,为提高该菌株发酵液中羟苯乙酯的产量,本研究采用响应面法对其发酵培养基成分进行优化。首先通过单因素试验,对发酵培养基中的碳源、氮源和无机盐进行了优化,进一步通过Plackett-Burman设计对培养基的影响因素进行筛选,最后采用最陡爬坡路径逼近最大响应区域,通过Box-Behnken设计,结合响应面分析,获得短短芽胞杆菌FJAT-0809-GLX发酵产生羟苯乙酯的最佳培养基配方。结果表明,培养基最佳碳源、氮源和无机盐分别为DL-苹果酸、蛋白胨和NaCl。影响显著的3个因素分别为DL-苹果酸、豆饼粉和NaCl。最佳培养基配方为可溶性淀粉8 g/L、DL-苹果酸29.68 g/L、豆饼粉25.18 g/L、蛋白胨2 g/L、NaCl 13.18 g/L,pH 7.0~7.2。采用此培养基配方进行短短芽胞杆菌FJAT-0809-GLX发酵,羟苯乙酯平均产量为8.15μg/mL,较基础发酵培养基提高了286.26%。     

利用马铃薯全粉加工废水培养解淀粉芽胞杆菌产抗菌脂肽条件优化

为实现马铃薯全粉加工废水资源高值化利用,以马铃薯全粉加工废水为基础培养基,采用Plackett-Burman设计和Box-Behnken响应面设计,对解淀粉芽胞杆菌Bacillus amyloliquefaciens PC2利用马铃薯全粉加工废水发酵产抗菌脂肽的培养基进行优化。结果表明,马铃薯全粉加工废水蛋白质、游离氨基酸、游离淀粉和还原糖含量分别为16.0、2.11、0.18和1.29 mg/mL,钾、钙和镁含量分别为1.07、0.05和0.10 mg/mL,铁、锌、锰和铜含量分别为7.10、2.34、0.25和0.09 μg/mL。蔗糖、谷氨酸钠和硫酸铵是影响菌株PC2发酵抗菌脂肽的3个主要因素。菌株PC2以马铃薯全粉废水为基础培养基无抗菌脂肽产生,采用响应面法优化获得了产抗菌脂肽的最佳培养基配方为：蔗糖30.2 g,谷氨酸钠3.96 g,硫酸铵6.0 g,马铃薯全粉加工废水1000 mL,所得抗菌脂肽粗提物对金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径为21.74 mm。采用单因素试验结合响应面法,获得最适发酵条件为：接种量6.0%,装液量50 mL/250 mL,初始pH 6.8,发酵温度31℃,摇床转速170 r/min,发酵时间35 h。获得的抗菌脂肽粗提物抑菌圈直径可达22.81 mm,较优化前增加了1.08 mm,发酵液活菌数由优化前的2.6×10⁸ CFU/mL提高至3.2×10¹⁰ CFU/mL。试验结果为马铃薯全粉加工废水资源化利用奠定了基础。     

解淀粉芽胞杆菌DP03-4发酵条件研究

前期在苹果心室拮抗菌中筛选出一株解淀粉芽胞杆菌DP03-4,该菌株在平板试验中对多种苹果病原菌表现明显拮抗作用,田间也表现较好的防治效果。本试验以菌体生长量和抑菌圈大小为指标,应用多因素正交试验和发酵条件单因素筛选对该菌株的培养基成分配比及培养条件进行优化。得到最适培养基配方为酵母浸粉 15 g,NaCl 2.5 g,葡萄糖10 g,H₂O 1000 mL;最适的培养条件为温度30℃~35℃,摇瓶装液量75 mL/250 mL,摇床转速210 r/min,初始pH值6,接种量4%。发酵条件优化后的发酵液较优化前LB发酵液菌体量提高43.7%,抑菌活性提高51.4%。为该菌株的进一步开发利用提供了基础数据。     

枯草芽胞杆菌262XY2x固体发酵条件优化及对马铃薯炭疽病的防治效果

本试验以枯草芽胞杆菌262XY2x为目标菌,通过单因素分析与正交组合试验,筛选其固体发酵基质,优化发酵条件,并对其进行防病促生作用测定。结果表明,枯草芽胞杆菌262XY2x固体发酵最佳培养基配方为：麸皮36.4%、稻壳粉31.8%、玉米面18.2%、豆粕13.6%、乳糖1.0%、尿素1.1%和ZnSO₄ 0.11%;最优发酵条件为：接种量10%,固料添加量44 g/L,料水比1:1.4,发酵温度28℃,发酵初始pH 7.0,发酵时间40～44 h,活菌数可达7.13×10¹⁴ CFU/g。该菌剂用量为1.0%时,马铃薯株高和根长显著高于对照（P<0.05）,增长率分别为45.25%和28.43%,体内PAL活性较对照显著增加（P<0.05）,增长率为16.57%,且对马铃薯炭疽病的预防效果为63.45%,治疗效果为46.70%。     

高寒草地矮生嵩草内生解淀粉芽胞杆菌262AG6的发酵条件优化

本研究以对多种植物病原真菌具有抑制能力的解淀粉芽胞杆菌Bacillus amyloliquefaciens 262AG6为试验对象,使用单因素和正交试验设计方法对其发酵培养基和发酵条件进行优化。结果表明,最优发酵培养基为马铃薯200 g,葡萄糖25 g,KNO_3 16 g,NaCl 15 g,水1 000 mL;最优发酵条件为温度34℃,150 mL摇瓶装液40 mL,振荡器转速150 r/min,培养基初始pH 9,最佳接种量为14%;其在100 L发酵罐的生长曲线为0～6 h为调整期,6～26 h为对数期,26 h后菌株进入稳定期,即该菌最佳放罐时间为26 h。     

梨火疫病菌拮抗细菌FX1培养基及摇瓶发酵条件优化

贝莱斯芽胞杆菌Bacillus velezensis FX1是从新疆库尔勒香梨生产区果蔬天然酵素发酵液中分离筛选出的对梨火疫病菌Erwinia amylovora具有较强拮抗作用的菌株。为提高其抑菌活性物质的产量和防病效果，本研究以平板抑菌活性和发酵液活菌浓度作为检测指标，采用单因素试验、Plackett-Burman试验和响应曲面法对培养基成分（碳源、氮源、无机盐）及摇瓶发酵条件（温度、转速以及初始pH）进行筛选和优化，确定FX1菌株的最适培养基和发酵条件。结果表明，FX1的最适培养基为：玉米淀粉10.0 g/L，酵母膏25.1 g/L，KH₂PO₄0.5 g/L，MnSO₄0.001 g/L；最适发酵条件为初始pH 7.0，转速150 r/min，温度30.9 ℃，装液量100 mL/500 mL，培养时间48 h。优化后FX1菌株活菌数可达1.53×10⁹ CFU/mL，抑菌圈直径可达26.6 mm，相比优化前分别增加了3.10倍和1.32倍。苹果离体花序的防效试验结果显示，喷施FX1菌体发酵液、无菌发酵滤液和脂肽类物质粗提取液能显著降低花腐率（P＜0.05），对梨火疫病的保护性防效分别可达68.53%、71.47%和76.30%，均高于优化前。研究结果为贝莱斯芽孢杆菌FX1菌剂的开发及其在梨火疫病生物防治中的应用提供了依据。     

生防细菌HMQ20YJ04发酵条件优化及其对番茄灰霉病的效果评价

菌株HMQ20YJ04是从甘肃民勤盐碱土壤中分离筛选的对多种植物病原真菌具有较强抑菌活性的拮抗细菌。为提高其发酵液的防控效果,以发酵液活菌数作为检测指标,采用单因素试验、正交试验、Plackett-Burman试验和响应曲面法对发酵培养基组分和摇瓶发酵条件进行筛选和优化。结果表明,最佳发酵培养基组分配比为可溶性淀粉5 g/L、酵母提取物10 g/L、Mg SO₄·7H₂O 5 g/L、Na Cl 5 g/L,最佳发酵条件为转速200 r/min、接种量5%、温度32℃、时间60 h、初始p H 6.5。温室盆栽防控番茄灰霉病试验结果表明,该菌株的发酵液对番茄灰霉病具有良好的防控效果,防效为63.03%。研究结果为枯草芽胞杆菌菌株HMQ20YJ04的菌剂研发及番茄灰霉病的生物防治提供了依据。     

响应面法优化贝莱斯芽胞杆菌YC11的液体发酵培养基

为提高对烟草黑胫病具有良好防治效果的贝莱斯芽胞杆菌Bacillus velezensis YC11菌株的芽胞产生水平,通过Plackett-Burman试验筛选出影响YC11摇瓶发酵芽胞产量的3个显著因子：玉米粉、酵母粉和硫酸镁;再结合最陡爬坡试验、Box-Behnken(BB)响应面法拟合显著因子与芽胞产量的非线性方程求解,得到优化的YC11菌株发酵产胞培养基配方。结果表明,优化后的最佳配方为玉米粉13.74 g/L、鱼粉15.00 g/L、酵母粉15.73 g/L、玉米浆5.00 g/L、硫酸镁0.59 g/L和磷酸二氢钾0.30 g/L,此时模型预测发酵液芽胞最佳产量为114.4亿芽胞/m L,验证值为116.6亿芽胞/m L,预测值与验证值之间吻合较好,较优化前芽胞产量（70.8亿芽胞/m L）提高了64.7%。采用500 L发酵罐进行发酵验证,菌株YC11的芽胞产量为150亿芽胞/m L。盆栽试验结果表明,菌株YC11发酵液对烟草黑胫病的防效可达到100%。     

解淀粉芽胞杆菌B1619生物摇瓶发酵工艺的正交优化

解淀粉芽胞杆菌Bacillus amyloliquefaciens B1619对设施蔬菜土传病害有较好的防治效果。为了提高菌株B1619生物发酵效率,本文通过单因子水平筛选和正交试验,对菌株B1619发酵培养基和培养条件进行了优化。结果表明,发酵培养基3个主要因子的最佳配比组合为酵母膏0.25%,大豆粉2.00%,生长素0.05%,优化后生物发酵效率比初始培养基提高了21.79%;发酵培养条件3个主要因子的最佳组合为温度28℃、转速180 r/min、装液量60 mL/250 mL,优化后生物发酵效率比初始培养条件提高了35.42%。经验证,优化后的生物发酵工艺获得的发酵菌液含菌量为7.13×10⁹cfu/mL,与初始发酵工艺的发酵菌液含菌量(3.80×10⁹ cfu/mL)相比,提高了87.83%,优化效率十分显著。     

球孢白僵菌液体生长营养和培养条件优化

以菌株液体发酵过程中菌丝干重和芽生孢子浓度为测试指标, 对球孢白僵菌DZDC-9菌株液体发酵营养需求进行优化, 结果表明, 菌株生长的适宜碳源为葡萄糖, 适宜氮源为酵母粉, 在基础培养液中添加0.000 5 mol/L KCl可以显著提高菌丝和芽生孢子浓度。通过单因素分析和正交设计对不同培养条件下菌丝生长量进行测定, 结果表明, 在培养温度26 ℃, 培养液装样量1/5, 初始接菌量107个/mL, 转速200 r/min的培养条件下, 菌株液体发酵能在60 h达到最大菌丝生长量(13.184±0.328 6)g/L。利用筛选出的培养基和培养条件进行液固双相发酵试验, 得到的孢子粉产量为(22.30±1.78)g/kg大米, 显著高于优化之前的产量(13.04±1.90)g/kg大米。     

马铃薯干腐病菌和黑痣病菌拮抗芽胞杆菌的筛选及鉴定

从甘肃国营条山农场马铃薯连作试验田的96个小区以五点取样法采集根际土样,稀释平板法在LB培养基上分离得到625株芽胞杆菌菌株。统计分析表明,土壤中总芽胞杆菌的数量正茬〉连作2年〉连作4年,但连作6年的土壤中总芽胞杆菌的数量又有上升的趋势。以马铃薯干腐病菌接骨木镰刀菌FusariumsambucinumFSM、茄病镰刀菌FsolaniFSI、黑痣病菌立枯丝核菌RhizoctoniasolaniRSl和RS2为靶标病原菌,平板对峙培养法筛选有抑菌效果的拮抗芽胞杆菌,发现抑菌带宽度大于2mm的拮抗芽胞杆菌的数量随连作年限的增加而减少。以形态学特征、生理生化特性为基础,结合gyrB基因序列分析,将筛选出的2株拮抗效果较好且不引起马铃薯块茎腐烂的芽胞杆菌Bacillusspp．D1—0—1和D1—0—2鉴定为萎缩芽胞杆菌B．atrophaeus。     

生防解淀粉芽孢杆菌CC09合成iturin A条件的响应面优化

采用摇瓶发酵试验,比较了11种已用于芽孢杆菌合成环脂肽的培养基对解淀粉芽孢杆菌CC09产iturin A的影响,筛选适合菌株CC09产iturin A的主要营养成分。然后采用Plackett-Burman设计、中心组合设计和响应面分析等方法,优化培养基组成及发酵条件。获得了解淀粉芽孢杆菌CC09摇瓶发酵产生iturinA的最佳培养基组成为小麦粉14 g/L、黄豆饼粉25 g/L、玉米粉8 g/L、MgSO₄ 0.1 g/L、MnSO₄ 2.5 mg/L、FeSO₄ 0.8 mg/L;最佳发酵条件为装液量60 mL/250 mL、pH 6.0、28℃、125 r/min、48 h,在此条件下,生防解淀粉芽孢杆菌CC09合成iturin A的产量达501 mg/L,较优化前的138 mg/L提高了4.2倍,且发酵成本是利用改良LB培养基的4.3%。     

解淀粉芽胞杆菌ZF57微粉剂的研制及对黄瓜棒孢叶斑病的防治效果

 采用单因素试验和响应面分析等方法优化解淀粉芽胞杆菌ZF57的发酵工艺。得到解淀粉芽胞杆菌ZF57发酵的最优条件为山梨醇10 g·L^-1、棉籽饼粉17 g·L^-1、NaH₂PO₄ 0.5 g·L^-1、Na₂HPO₄ 0.4 g·L^-1,初始pH 7.0、装液量80 mL/250mL三角瓶、接种量2.1%、培养温度30℃、转速180 r·min^-1、发酵时间32 h,此时含菌量达到3.8×10⁸ CFU·mL^-1,较优化前提高了80%。明确了解淀粉芽胞杆菌微粉剂的最佳配方为解淀粉芽胞杆菌母粉50%,白炭黑10%,分散剂木质素磺酸钠1%,表面活性剂十二烷基硫酸钠4%,保护剂羧甲基纤维素钠1%,硅藻土补足至100%。该制剂含菌量为3.26×10⁹ CFU·mL^-1,平均粒径8.31 μm,分散指数98.16%,浮游性指数85.37,含水率1.42%,坡度角68°,各项检测结果均符合标准。解淀粉芽胞杆菌ZF57微粉剂对黄瓜棒孢叶斑病的田间防治效果高达97.12%。     

甲基营养型芽胞杆菌BMF 04固态发酵条件优化及其对黄瓜幼苗生长的影响

甲基营养型芽胞杆菌Bacillus methylotrophicus BMF 04是本实验室从连云港海域分离纯化得到的对多种植物病原真菌有较强抗菌作用的优良生防菌株。为进一步开发应用该菌株,以细菌总数和芽胞率为指标,通过单因素和响应面试验设计,优化固态发酵培养基配方和发酵条件,采用室内盆栽试验,测定发酵物对黄瓜幼苗生长的影响。结果表明,优化后菌株BMF 04固态发酵培养基配方为豆粕92.5%,菌糠6.7%,硝酸铵0.6%,氯化钠0.2%;发酵条件为pH 7,温度32℃,接种量15%（浓度为10⁸细胞/mL）,料水比1：1,培养时间68 h。优化后,细菌总数可达6.61×10¹⁰细胞/g,芽胞率为90.7%。发酵物与土壤以1：250质量比混和时,能显著提高黄瓜幼苗的株高、茎粗、鲜重及根须数,对黄瓜幼苗生长具有明显的促进作用。     

氨基酸补料对伊枯草菌素A发酵的影响

对枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis ZK8)进行4种不同工艺(分批发酵和3种氨基酸浓度的补料分批发酵)的发酵,测定并分析了发酵过程中各时间点样品中菌量、伊枯草菌素A (iturin A)的效价、还原糖、总氮及16种游离氨基酸的含量及变化趋势。结果表明,在工艺2 (补料浓度分别为天冬氨酸55 mg/L,谷氨酸12 mg/L,脯氨酸6 mg/L)发酵条件下,枯草芽胞杆菌ZK8菌量最高,达2.163×1010个/mL,比分批发酵(对照组)提高9.5%;在工艺1(补料浓度分别为天冬氨酸50 mg/L,谷氨酸9 mg/L,脯氨酸5 mg/L)发酵条件下,iturin A效价最高,达20 101.1 U,比对照提高了93.94%。     

芽胞杆菌工程菌株B9BD产表面活性素发酵培养基优化

生物农药“纹曲宁”的主要活性成分—枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis Bs916可产生多种脂肽类抗生素。前期研究发现,degU和bmyA基因的突变株B9∆degU∆bmyA（B9BD）可以高效合成表面活性素（Surfactin）。本研究通过对培养基主要成分的单因素筛选并利用Design expert软件优化了工程菌株B9BD高效发酵产生Surfactin的培养基组分。通过Plackett-Burman试验、中心组合试验（CCD）和响应曲面法（RSM）优化了发酵Surfactin的最优培养基配方：葡萄糖24.27 g/L,黄豆粉29.05 g/L,牛肉浸膏3 g/L,NH₄NO₃ 4 g/L,L-亮氨酸2.36 g/L,KH₂PO₄3 g/L,NaCl 3 g/L,FeSO₄0.02 g/L。在优化培养基中,B9BD产生Surfactin的量高达到（934.25±32.67）mg/L,是其在LB培养基产量的5.6倍。以上研究结果将为Surfactin的高效发酵和应用提供理论基础和技术支撑。