武夷菌素高产基因工程菌发酵培养基的优化

为进一步提高武夷菌素的产量,以基因工程菌Streptomyces ahygroscopicus var. wuyiensis W273为试验菌株,采用单因子试验确定发酵培养基的最适6种营养成分为玉米粉、葡萄糖、黄豆面、氯化铵、碳酸钙和氯化镁;应用SAS软件中的Plackett-Burman设计法,对影响菌株发酵生产武夷菌素的6个因素进行了筛选,确定葡萄糖和碳酸钙为影响摇瓶发酵生产武夷菌素的主要因素。利用响应面分析法对2个主要因素的最佳水平及其交互作用进行研究,建立了二次回归方程,Y=218.18+270.28X₁+1274.74X₂-3.28X₁²-5.4X₁X₂-200.98X₂²,并最终确定最佳培养基配方为玉米粉20 g/L、葡萄糖39 g/L、黄豆面20 g/L、氯化铵4 g/L、碳酸钙2.65 g/L、氯化镁0.4 g/L。以新配方在28℃、220 r/min进行摇瓶发酵60 h后,武夷菌素效价平均值为7215 μg/mL,较原始培养基发酵后武夷菌素效价提高了26.5%。     

小串链霉菌XG40菌株发酵条件优化及其次生代谢产物性质研究

为进一步提高小串链霉菌Streptomyces catenulae XG40对琯溪蜜柚黑斑病的生防效果，通过碳、氮源单因子试验、正交试验和发酵条件优化，以菌浓度和抑菌带宽为指标确定其最佳发酵培养基配方和发酵条件。进一步用乙酸乙酯提取菌株XG40发酵液中的活性物质并测定其理化性质。结果表明，菌株XG40最佳发酵培养基配方为玉米粉50 g/L，黄豆粉9 g/L，酵母粉6 g/L，NaCl 0.5 g/L，K₂HPO₄ 0.5 g/L，MgSO₄.7H₂O 0.5 g/L，FeSO₄.7H₂O 0.01 g/L；最佳发酵条件为初始pH 7.0，温度28 ℃，装液量100 mL/500 mL，接种量7%，转速160 r/min，发酵时间6 d。菌株XG40发酵液的活性物质对蜜柚黑斑病菌菌丝生长有很强的抑制作用，该活性物质较耐酸碱和短时间（180 min）紫外线照射，耐贮性高，但高温对其抗菌活性有一定的影响。小串链霉菌XG40可为开发针对蜜柚黑斑病的生物农药提供新的原材料，其活性物质抑菌效果良好，稳定易保存，可为进一步开发利用奠定基础。     

吖啶橙诱变提高枯草芽孢杆菌G3抗真菌活性

 枯草芽孢杆菌G3菌株正在登记为防治番茄叶霉病的生物杀菌剂。为改进该菌的抗真菌活性,用诱变剂吖啶橙诱变得到20个突变株,其中5个突变株Ga1、Ga8、Ga12、Ga1和Ga19在肉汤和PDA平板上形成粘液状菌落,完全不同于出发菌株。PDA平板抑菌圈试验,突变株对番茄叶霉菌和黄瓜灰霉菌产生比野生株G3更大的透明抑菌圈。其中Ga1菌株对番茄叶霉菌和黄瓜灰霉菌的抑菌带宽分别是G3的1.71和1.69倍。用番茄叶霉菌为指示菌的生物测定结果表明,突变株固体培养物或摇瓶培养物以最小抑菌浓度(M IC)和有效抑菌中浓度(EC₅₀)表示的抗真菌活性皆高于G3菌株。抗真菌活性以Ga1 > Ga8 > Ga19 > Ga12 > Ga13 > G3为序。参试菌株培养物的抗真菌活性与菌量(CFU)不相关,而与甲醇抽提代谢物的干重,尤其是伊枯草菌素A含量呈一定的正相关。突变株Ga1抗真菌活性最强,固体培养物或摇瓶培养物均是G3的3倍左右。摇瓶培养时,伊枯草菌素A动态分泌曲线表明,Ga1菌株产生比G3更多的伊枯草菌素A。Ga1菌株增强了合成伊枯草菌素A的能力。     

抗真菌物质HSAF发酵全合成培养基的筛选

热稳定抗真菌因子是产酶溶杆菌OH11产生的一种抗真菌活性物质,可开发成环境友好型生物杀菌剂。为了进一步提高HSAF发酵产量,本研究通过单因素试验筛选出最佳碳源、氮源、金属离子及磷酸缓冲盐并进行正交试验优化,确定了最适的合成培养基配方为葡萄糖8 g/L、(NH₄)₂SO₄ 1 g/L、Fe Cl₃ 8 mg/L、K₂HPO₄ 1 g/L、KH₂PO₄ 0.5 g/L。在此培养基下,HSAF产量达到(215.46±6.85)mg/L,比优化前提高了92.24%。该培养基优势在于成分已知、含量稳定,不仅能避免培养基中复杂成分造成发酵产量的波动,而且有利于对胞内代谢特征和HSAF合成关键因素进行深入研究,进而提高产量并降低生产成本。     

生防枯草芽孢杆菌HMB19198发酵培养基的筛选及优化

枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis HMB19198菌株能有效防治番茄灰霉病,脂肽类抗生素泛革素(fengycin)是该菌株产生的主要抑菌活性物质。为提高HMB19198菌株的发酵水平,本研究以活芽孢浓度为检测指标,通过对8种常用工业培养基进行筛选,获得了利于HMB19198菌株芽孢形成的基础培养基。采用单因素试验筛选HMB19198菌株芽孢产量较高的碳源和氮源组合,结果表明,以可溶性玉米淀粉和糖蜜作为碳源、以花生饼浸粉和蛋白胨作为氮源时,有利于HMB19198菌株芽孢的形成。进一步运用Plackett-Burman及响应曲面分析相结合的方法,对碳源物质玉米淀粉和糖蜜,氮源物质花生饼浸粉和蛋白胨,以及无机盐K₂HPO₄?3H₂O和MgSO₄?7H₂O的适宜浓度进行了优化。优化后发酵培养基配方中各成分的质量浓度分别为:可溶性玉米淀粉67.0 g/L、糖蜜14.1 g/L、花生饼浸粉41.6 g/L、蛋白胨10 g/L、K₂HPO₄?3H₂O 9.2 g/L以及MgSO₄?7H₂O 1.5 g/L。在优化培养基中,HMB19198菌株发酵液的芽孢浓度可达到6.92 × 109 个/mL;同基础培养基相比,采用优化后的培养基,菌株发酵周期缩短了40%,发酵液中芽孢浓度提高了107%,泛革素浓度提高了39.4%。     

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。     

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...     

生防链霉菌JH108-2的发酵培养基优化

 为了提高链霉菌菌株JH108-2的发酵滤液对植物寄生线虫的毒力,采用正交试验设计,优化其发酵培养基。使用优化培养基[大豆粉20g、(NH₄)₂SO₄ 6g、蛋白胨3g、葡萄糖40g、酵母粉6g,NaCl 2g、K₂HPO₄ 0.6g.CaCO₃ 2g、蒸馏水1000mL、pH 6.0]所得的发酵滤液,稀释10倍,处理南方根结线虫(Meloidogyne incognita)二龄幼虫,24h后校正死亡率达95.4%,比对照培养基的发酵滤液所产生的校正死亡率高6.9%,差异达到极显著水平(P=0.01)。     

贝莱斯芽胞杆菌YL2021高产嗜铁素的摇瓶发酵工艺优化

贝莱斯芽胞杆菌Bacillus velezensis YL2021是一株对多种植物病原菌具有良好防治效果的生防菌,其基因组中含有完整的儿茶酚型嗜铁素合成基因簇,在缺铁条件下能产生具有抑菌作用的嗜铁素。为了提高贝莱斯芽胞杆菌YL2021嗜铁素的产量,采用摇瓶培养发酵,通过Plackett-Burman(PB)试验、中心组合试验(central composite design,CCD)和响应曲面法(response surface methodology,RSM)分析,优化菌株YL2021高产嗜铁素的发酵培养基成分和培养条件。结果表明,菌株YL2021高产嗜铁素的最优培养基配方：葡萄糖19.43 g/L、NH₄Cl 1.93 g/L、KH₂PO₄ 9.02 g/L、谷氨酸钠6.00 g/L、Mg SO₄ 1.75 g/L和Ca Cl₂0.08 g/L;最优培养条件为：温度30℃、初始p H值7.0、接种量5%、培养时间36.5 h、转速200 r/min和装液量75 m L(25...     

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%。     

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。     

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。     

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。     

青枯病植物疫苗生产菌FJAT-1458发酵工艺的优化

为提高防治青枯病的植物疫苗菌FJAT-1458的发酵工艺,本文采用液固双相发酵方式,以活菌体数量为指标,通过单因子和正交设计试验对菌株FJAT-1458液体发酵培养基进行优化,并利用农业副产物——微生物发酵床养猪垫料为发酵培养基主成分进行固体培养工艺优化,为研制植物疫苗菌剂提供基础。结果表明,菌株FJAT-1458液体发酵的最适培养基配方为玉米粉2.5%、鱼骨粉0.5%、蔗糖0.1%、蛋白胨0.15%、K₂HPO₄ 0.05%和MgSO₄ 0.025%,发酵48 h后,发酵液活菌含量可达3.87×10⁹ cfu/mL。该菌固体发酵最佳培养基配方为垫料:黄豆饼粉=7:3（质量比）,最佳发酵条件为温度35℃、含水量45%、接菌量15%、通气量70%时,培养40 h后,固体菌剂活菌量达4.68×10⁸ cfu/g。     

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%。