武夷菌素高产菌株的选育

武夷菌素（Wuyiencin）是从不吸水链霉菌武夷变种（Streptomyces ahygroscopicus var．wuyiensis）产生的一种农用抗生素，其主要成分A是具有胞昔骨架的新型核苷类抗生素。武夷菌素对多种农作物病害有较好的防治效果，如黄瓜白粉病、番茄叶霉病、灰霉病、黄瓜黑星病等。随着人民生活水平的提高和食品消费档次的不断上升，人们对绿色食品的需求量将逐渐加大.     

武夷菌素产生菌CK-15遗传操作系统的优化

旨在优化武夷菌素产生菌不吸水链霉菌武夷变种CK-15的遗传操作系统,实现武夷菌素生物合成基因的高效敲除。以自杀性质粒pKC1132为载体,优化了外源DNA通过接合转移进入菌株CK-15的方法,确立了构建基因敲除突变株的最佳方案,最终成功得到了武夷菌素生物合成基因的双交换突变株。获得了菌株CK-15稳定高效的遗传操作系统,为进一步研究武夷菌素生物合成机理和对武夷菌素利用组合生物合成改造奠定基础。     

枯草芽孢杆菌发酵培养基的优化

在摇瓶发酵条件下,采用Plackett-Burman设计法和响应面分析法对枯草芽孢杆菌B908菌株的培养基配方进行优化,确定了影响B908菌株发酵液含菌量的3个重要因子依次为玉米粉、碳酸钙和豆饼粉;对这3个因子进行爬坡路径试验,通过响应面分析法确定了主要影响因子的最佳条件。优化后的培养基配方使摇瓶发酵液每毫升的含菌量从0.6×109个/ml提高到1.18×1010个/ml。     

利用响应面法优化非致病性尖孢镰刀菌FJAT-9290固体发酵培养基

为优化生防菌非致病性尖孢镰刀菌菌株FJAT-9290的固体发酵培养基配方,以农业副产物——微生物发酵床养猪垫料和麸皮作为基础培养基,采用单因素试验考察麦粒、蔗糖和硝酸钠对菌株产孢量的影响,通过Box-Benhnken试验设计和响应面分析法,建立以产孢量为响应值的多元二次回归模型,确定菌株固体发酵的最优培养基配方。结果表明,建立的模型差异极显著(P0.0001),可以用该模型来拟合试验。菌株FJAT-9290在垫料和麸皮质量比17:3的基础培养基上,其他成分的最佳添加量分别为麦粒39.14%、蔗糖2.97%和硝酸钠0.30%,采用该优化组合的菌株平均产孢量可达2.48×10~8孢子/g。响应面结果也表明,各因素对产孢量的影响结果排序为麦粒蔗糖硝酸钠,其中蔗糖和硝酸钠两因素的交互作用最显著。     

莱氏野村菌固体发酵培养基筛选与发酵条件优化

为探索适宜生产莱氏野村菌分生孢子的培养基及培养条件,利用单因素试验对大豆、小麦、燕麦、大米等材料进行筛选,并优化发酵条件。结果表明,不同基质对莱氏野村菌分生孢子产生、孢子活力、抗逆性和毒力有明显影响。莱氏野村菌在大豆上的产孢量和孢子活力明显高于其它三种基质,但小麦上培养的孢子抗逆性和毒力明显高于其它处理。小麦预浸泡12h后进行发酵,产孢量比对照提高25.9%;小麦浸泡后粉碎成颗粒,可显著提高产孢量;在粉碎的麦粒中添加2/5~3/5(w/w)的谷壳增加其透气性,有利于分生孢子产生,产孢量比对照提高34.7%~42.0%。固体基质接种后的初始含水量和培养温度是影响产孢的重要因素,含水量为65%、培养温度为24~26℃适宜菌体生长和分生孢子产生。光照是分生孢子产生的必需条件,连续光照有利于分生孢子产生。     

武夷菌素可溶性粉剂的研究

比较研究了凹凸棒土、高岭土、硅藻土和水合二氧化硅等载体对武夷菌素发酵液的吸附性能;阴离子表面活性剂萘磺酸盐甲醛缩合物(NNO)、高分子接枝磺酸盐GY-JZH-A、高分子羧酸盐聚合物GY-D02和聚环氧乙烷环氧丙烷醚CY-JM6180等助剂对武夷菌素可溶性粉剂配方的分散性、润湿性和悬浮率的影响;不同助剂对武夷菌素可溶性粉剂的生物学效果的影响.结果表明,水合二氧化硅对武夷菌素发酵液的饱和吸附量为3.52ml/g,最适合用于吸附武夷菌素发酵液以制备高含量的可溶性粉剂;采用聚环氧乙烷环氧丙烷醚GY-JM6180为助剂,配制的2%武夷菌素可溶性粉剂分散性好,悬浮率高,以稀释300倍液喷雾,其对小麦白粉病的防治效果达73.7%,而1%武夷菌素发酵液稀释150倍喷雾对小麦白粉病的防治效果仅为31.5%.在综合以上研究的基础上,研究出了2%武夷菌素可溶性粉剂的最优配方.     

乙基伊维菌素高产菌株选育及其发酵工艺优化

基因工程菌Streptomyces avermitilis AVE-H39产生的甲基和乙基伊维菌素(methyl and ethyl ivermectins),为新型高效低毒的阿维菌素(avermectin)衍生物,具有很好的开发应用前景。活性测试结果显示,乙基伊维菌素对朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinus和松材线虫Bursaphelenchus xylophilus等农林作物害虫的活性优于甲基伊维菌素。鉴于菌株S. avermitilis AVE-H39的乙基伊维菌素产量低,制约了产业化开发,本研究经过多轮诱变选育,筛选获得了一株乙基伊维菌素发酵单位高的突变菌株,并通过Plackett-Burman试验设计及Box-Behnken设计-响应面法(response surface methodology, RSM)对该突变菌株的发酵培养基进行改良。经优化后的发酵条件为：玉米淀粉149.8 g/L,黄豆粉38.1 g/L,(NH₄)₂SO₄ 3.04 g/L,甘露醇30.0 g/L,酵母抽提物20.0 ...     

武夷菌素防治葡萄灰霉病的作用及机理

为了探讨武夷菌素对葡萄灰霉病的防治效果及作用机理,本文通过菌丝生长速率测定、分生孢子萌发抑制测定、胼胝质沉积测定、离体叶片和果实防治等试验,发现武夷菌素可以抑制灰霉病菌的菌丝生长,浓度达到120μg/mL时,对菌丝的抑制作用达到94.3%;当浓度达到100μg/mL时,武夷菌素对葡萄灰霉病菌的孢子萌发抑制率可达到96.0%;通过离体叶片及果实防效试验发现,武夷菌素浓度达到120μg/mL时,防治效果分别为87.5%和96.6%。武夷菌素可以显著降低灰霉病菌的草酸合成能力,导致其致病力减弱,从而减轻灰霉病菌对寄主的侵染。武夷菌素能够通过诱导葡萄叶片的胼胝质沉积,增加葡萄组织的防御能力,从而起到有效防治灰霉病的作用。综上所述,武夷菌素对葡萄灰霉病具有良好的防治效果,可以作为生物防治药剂进行应用推广。     

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%。     

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。     

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。     

响应曲面法优化利迪链霉菌A02发酵培养基

为了提高纳他霉素新产生菌利迪链霉菌StreptomyceslydicusA02的发酵水平,采用部分因子法、最陡爬坡试验和中心组合试验相结合的方法对该菌株的发酵培养基进行了优化。试验结果表明,培养基中的玉米淀粉、棉籽精粉和葡萄糖是影响纳他霉素产量的主要因子,由所得响应曲面方程预测出这3个主要因子的质量浓度分别为52．7,31．7和11．7g．L^-1时,纳他霉素产量达最大值1735．3mg．L叫;经摇瓶和30L发酵罐试验验证,该理论预测值与实测值无显著差异;优化后培养基的产能较基础发酵培养基提高了32．9％--34．8％。据此认为,响应面法对利迪链霉菌产纳他霉素发酵培养基的优化具有实效性,本研究为其高产发酵工艺的建立奠定了基础。     

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。     

表达Harpin蛋白的芽孢杆菌工程菌防治水稻白叶枯病的研究

本文研究了生防促生芽孢杆菌OKB105、FZB42和以其为宿主菌的可外泌表达Harpin蛋白激发子的基因工程菌OKBHF、FZBHarpin对水稻白叶枯病的防治效果。菌株OKB105、FZB42、OKBHF和FZBHarpin温室防效分别为31.7%、23.6%、43.2%和56.7%;田间防效分别为29.8%、21.8%、40.4%和43.1%,表达Harpin蛋白的芽孢杆菌工程菌的防病效果显著高于出发菌株。两株生防芽孢杆菌及其工程菌对水稻均有良好的促生作用,特别是对水稻植株的生长促进明显,其中FZBHarpin使植株增高达15.86%。田间产量统计结果显示,OKBHF增产效果最显著,为14%,产量达8869 kg·hm^-2。工程菌比出发菌株显著提高水稻抗病性和促进植物生长,在农业生产上具有应用的潜力。     

产挥发性杀线虫物质韦氏芽孢杆菌MC67菌株培养条件的优化

采用液体培养,研究了18种碳源、18种氮源成分对韦氏芽孢杆菌Bacillus weihenstepha-nensis菌株MC67产挥发性物质杀线虫活性的影响。以单因素分析法,确定了MC67菌株杀线虫活性的最佳碳源和氮源分别为麦芽糖和酵母膏。采用Plackett-Burman设计法,对影响菌株MC67杀线虫活性的主要因素进行筛选,确定影响该菌株发酵液挥发物杀线虫活性的4个重要因子依次为麦芽糖、酵母膏、温度和pH值。采用响应曲面法研究4个显著因子的最佳水平,通过对二次多项回归方程求解得知,当麦芽糖10.6g/L、酵母膏0.66g/L、培养温度29.6℃、pH值6.6时,菌株发酵液挥发物杀线虫活性的预期值为99.1%。对模型培养基验证的结果表明,该菌株对松材线虫的杀线虫活性为98.2%,接近预期值。     

基于响应面法优化莱氏绿僵菌SZCY200812的液相发酵条件

为提高莱氏绿僵菌菌株SZCY200812液相发酵时孢子萌发率和生物量,为固相发酵产孢提供高质发酵液,本研究采用单因素及Box-Behnken试验设计结合的方法对该菌液相发酵过程中培养液种类、装液量、pH、摇床转速及培养温度等条件进行优化,确定最佳的液相发酵培养条件。结果表明,通过单因素试验初步确定利用SDY培养液、装液量100/250 mL、pH 7、摇床转速180 r/min及温度25℃,第120 h每10 mL液态发酵生物产量为0.8433 g。通过响应面法建立了莱氏绿僵菌SZCY200812液体发酵培养菌丝生物量与自变量回归模型,根据模型所得结果得出装液量为100.82/250 mL,摇床转速178.85 r/min,温度24.80℃,pH 6.73条件下为理论最佳液态发酵培养条件。为便于生产,得出该菌株SZCY200812在SDY培养液中最佳的培养条件为：装液量101/250 mL、pH 6.7、摇床转速179 r/min以及温度25℃,第120 h每10 mL液相发酵生物产量达0.8637 g。综合以上结果,影响莱氏绿僵菌SZCY200812液相发酵的因素由强至弱依次为pH(...     

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,KH₂PO₄ 0.5 g/L,MnSO₄ 0.001 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 m L/500 m L,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...