产芽孢木质素降解菌MN-8的筛选及其对木质素的降解

【目的】分离、筛选产芽孢的高效木质素降解细菌,并进一步研究其对木质素的降解作用,为木质素微生物降解规模化应用提供理论依据。【方法】采用苯胺蓝（Azure-B）变色圈法,结合木质素降解酶活力测定从牛粪中分离筛选出产芽孢的木质素降解菌。通过形态特征观察、生理生化试验、16S rDNA以及gyrB序列分析对其中活性最强的菌株进行种属鉴定。利用菌株进行玉米秸秆堆积发酵,监测发酵过程中木质素过氧化物酶（LiP）酶活力、锰过氧化酶（MnP）酶活力以及玉米秸秆中木质素含量的变化,考察菌株对玉米秸秆木质素的降解作用。利用气相色谱-质谱联用（GC/MS）方法对菌株发酵后玉米秸秆中的木质素降解产物进行分析,推测菌株对木质素的降解机制。【结果】分离筛选到一株活性较高的产芽孢的木质素降解细菌MN-8,经形态特征观察、生理生化试验以及16S rDNA序列分析,鉴定菌株MN-8属于芽孢杆菌属（Bacillus）。利用16S rDNA序列分析发现MN-8菌株与地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）和解淀粉芽孢杆菌（B. amyloliquefaciens）同源性均高于99%。而基于gyrB序列构建的系统发育树显示,该菌株与解淀粉芽孢杆菌同源性最高,为99%。因此确定MN-8菌株为解淀粉芽孢杆菌。在玉米秸秆堆积发酵16 d后木质素降解率可达24%;发酵的6-8 d及10-12 d 两个阶段内,分别出现MnP酶活力及LiP的产酶高峰期,相对应两个阶段内秸秆木质素的降解最为显著;GC/MS分析显示菌株MN-8可将玉米秸秆中木质素降解成4-羟基-3,5二甲氧基苯乙酮等芳香族类化合物及短链脂肪酸类等小分子物质。【结论】高效木质素降解菌解淀粉芽孢杆菌MN-8可以通过断裂木质素单体之间的连接键β-O-4,高效降解秸秆木质素成为小分子芳香族化合物等物质,且其对秸秆木质素的降解依赖于LiP及MnP的产生。     

棉花黄萎病拮抗细菌HMB-1005鉴定及定殖

以大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)为指示菌,对从棉田土壤中已经分离筛选到的细菌HMB-1005进行形态、19项生理生化特征及16S rDNA试验,结果表明,HMB-1005为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens);通过灭菌土和非灭菌土进行盆栽试验,拮抗菌HMB-1005芽孢液浸种、土壤全部混菌和部分混菌3种处理,经过5个月的盆栽试验表明,拮抗细菌HMB-1005能够在灭菌土和非灭菌土中定殖,且定殖数量达106cfu/g土左右,并仍能保持较高的抑菌活性。通过对棉苗根内细菌的分离,证实拮抗细菌HMB-1005能在棉花根内定殖,数量达到103cfu/g。实验结果显示,灭菌土的拮抗菌数高于非灭菌土,并且3种处理方式差异不明显,在实际生产应用中,建议使用浸种方法。     

发酵玉米秸秆对獭兔生长性能的影响及其促生长机理的研究

试验旨在研究经复合菌剂发酵后的玉米秸秆粗饲料对獭兔的促生长效果。用以发酵玉米秸秆为主要粗饲料配制的日粮饲喂獭兔,从试兔生长性能、肠道菌群结构、消化酶活力的变化来揭示发酵玉米秸秆对獭兔生长的影响。选择体况良好,9周龄、体重（1.90±0.14） kg獭兔150只,将其分为对照组（饲喂常规基础日粮）和试验组（发酵玉米秸秆为主要粗饲料的日粮）,预试期10 d,正试期30 d。结果显示,与对照组相比,试验组獭兔平均日增重（ADG）提高了14.60%（P<0.05）,料重比（F/G）降低了10.50%（P<0.05）;盲肠内容物中大肠杆菌数量降低了46.13%（P<0.01）,乳酸菌、双歧杆菌、芽孢杆菌数量分别提高了30.64%（P<0.05）、29.27%（P>0.05）和39.23%（P<0.01）;盲肠中蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、葡聚糖酶活力较对照组分别提高了23.20%（P<0.05）、32.96%（P<0.05）和12.63%（P<0.01）、21.09%（P<0.05）。综合以上结果,发酵玉米秸秆可促进獭兔生长,改善肠道微生态环境。试验结果可为发酵玉米秸秆在獭兔中的应用提供理论基础。     

大丽轮枝菌拮抗细菌枯草芽孢杆菌8-28菌株产芽孢条件优化

为提高大丽轮枝菌(Verticillium dahilae Kleb)拮抗细菌枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)8-28菌株的芽孢形成率及芽孢数量,在摇瓶发酵基础上对影响菌株芽孢形成主要因素进行研究.通过单因素试验确定最佳碳源麦芽糊精、氮源黄豆饼粉、无机盐K2HPO4和MuSO4·H2O;采用正交试验对发酵培养基进行优化,摇瓶发酵生产芽孢的最佳条件为:麦芽糊精2.0%、黄豆饼粉2.0%、K2HPO40.05%和MnSO4·H2O0.01%、培养液初始pH值为7.0、种龄18 h、装瓶量50mL·(250mL)-1.在此优化条件下,发酵液中8-28茸株的芽孢微量迭到2.67×1 08个·mL-1.芽孢形成率迭到90%.     

云南派姬小蜂对其寄主及寄主植物相关化学线索的行为反应

与寄主植物和寄主相关的化学线索在寄生蜂的寄主搜寻过程中起着重要作用。云南派姬小蜂Pediobius yunnanensis是松树钻蛀性害虫——微红梢斑螟Dioryctria rubella的蛹寄生蜂,为了探究该寄生蜂对其寄主和寄主植物相关化学线索的行为反应,本研究进行了一系列试验。利用Y形嗅觉仪,测定了该寄生蜂对不同处理的油松球果（含蛹球果、含空蛹壳的球果、幼虫为害的球果和健康球果）和松枝（含蛹松枝、幼虫为害的松枝、含蛹球果的系统枝、含蛹松枝的系统枝和健康松枝）以及幼虫虫粪（3龄幼虫虫粪、含蛹球果内的幼虫虫粪）挥发物的趋性行为;在开放场中,测定了老熟幼虫爬行痕迹对该寄生蜂搜索行为的影响;利用双选择试验,在培养皿中测定了该寄生蜂对微红梢斑螟茧或蛹浸提液的行为反应。结果显示,在嗅觉试验中,含蛹球果、含有空蛹壳的球果挥发物对寄生蜂有极显著的引诱作用,而幼虫为害的球果和健康球果对寄生蜂的行为无明显影响;该寄生蜂对含蛹松枝挥发物表现出明显的正趋性反应,而对幼虫为害的松枝、含蛹球果的系统枝、含蛹松枝的系统枝以及健康松枝则无趋性反应;寄生蜂对含蛹球果中的幼虫虫粪挥发物表现出偏爱性,而对3龄幼虫虫粪无明显反应;在开放场中,老熟幼虫的爬行痕迹对寄生蜂的搜索行为无显著影响;在培养皿中,微红梢斑螟茧的甲醇、二氯甲烷或正己烷浸提液以及蛹的二氯甲烷或正己烷浸提液,不仅能强烈地吸引该寄生蜂,还能明显延长其停留时间。该结果为揭示云南派姬小蜂寄主搜寻行为的化学调控机制以及微红梢斑螟的生物防治提供理论依据。     

解淀粉芽孢杆菌复合菌剂对玉米秸秆的降解作用及表征

为获得能提高秸秆饲草品质的微生物发酵菌剂,本研究在前期获得2株具有木质素和纤维素降解能力的解淀粉芽孢杆菌菌株的基础上,将两者混配成复合菌剂,考察复合菌剂对玉米秸秆的降解作用,并通过傅立叶红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(¹H-NMR)、扫描电镜(SEM)及气质联用色谱(GC/MS)等技术对玉米秸秆的微观结构及降解产物进行表征。研究发现,复合菌剂可以有效降解玉米秸秆中的木质纤维素。在发酵24 d时,玉米秸秆中木质素、纤维素和半纤维素的降解率分别达到48.4%,30.5%和41.4%。FTIR和¹H-NMR谱图中能观察到木质纤维素分子结构中主要连接共价键,如木质素单体间的β-O-4和β-β键、木质素与碳水化合物连接键以及碳水化合物中糖环内的价键等明显断裂,木质纤维素被部分降解;SEM扫描电镜图则显示发酵后秸秆的组织结构出现松散和破坏。发酵后秸秆中小分子物质的GC/MS分析结果显示,其中包含苯丙胺和苯丙酸等保留苯丙烷结构单元的木质素单体衍生物以及苄醇和苯甲酸酯类等木质素单体被进一步降解后的芳香族化合物。玉米秸秆中碳水化合物的GC/MS分析结果表明:复合菌剂可将玉米秸秆中的结构性多糖等大分子碳水化合物降解成葡萄糖、木糖、甘露糖及乳糖等还原性单糖。并利用这些还原性单糖生长代谢,进一步产生乙二醇、丙三醇及短链脂肪酸类等代谢产物。以上研究结果表明,解淀粉芽孢杆菌复合菌剂可有效降解玉米秸秆中的木质纤维素,在玉米秸秆饲草化利用中极具应用前景。     

玉米秸秆苞叶与茎皮中磨木木质素和木素-碳水化合物复合体的傅里叶红外光谱分析

通过傅立叶红外光谱(FT-IR)对玉米秸秆苞叶和茎皮中的磨木木质素(MWL)和木素-碳水化合物复合体(LCC)的结构进行表征,明确玉米秸秆不同部位木质纤维素的结构。采用改良的Bj?rkman方法,分别从玉米秸秆苞叶与茎皮部位提取分离到MWL和LCC,并通过FT-IR对其结构进行表征和分析。结果表明,两个部位中的MWL组成明显不同,茎皮木质素中的苯丙烷侧链上的支链结构以及苯环结构比重均高于苞叶木质素,而羟基、甲基和共轭羰基结构低于苞叶木质素。茎皮木质素结构中以紫丁香基结构单元为主,而苞叶木质素中主要以愈创木基结构单元为主。两个部位的LCC结构存在差异,苞叶LCC中的羟基含量高于茎皮LCC,甲基、亚甲基含量较茎皮LCC低;茎皮LCC中木质素与半纤维素连接强度明显高于苞叶LCC,因此可推断,茎皮中木质素与纤维素的分离难度大于苞叶。     

番茄灰霉病拮抗细菌的筛选与X-75菌株鉴定

采用琼脂平板扩散法筛选对番茄灰霉菌具有拮抗作用的细菌,经过对200株分离自土壤的细菌菌株进行初筛、复筛后,得到了1株具有较高拮抗活性的菌株X-75。对该菌株进行形态观察和生理生化特征分析,初步将其鉴定为芽孢杆菌属(Bacillus sp.),将其16SrDNA序列与GenBank中已知标准菌株的16SrDNA序列进行比对,并用Neighbor-joining方法构建X-75菌株进化树,结果表明,X-75与标准菌株AB245422 Bacillus velezensis聚于同一分支,同源性最高,达99.93%;利用番茄离体叶片对X-75菌株的防效进行初步检测,结果表明X-75菌株对番茄灰霉病菌具有明显的拮抗作用。     

桑天牛长尾啮小蜂产卵及寄主识别行为的观察与研究

桑天牛长尾啮小蜂(Aprostocetus fukutai)是桑天牛(Apriona germari)卵期寄生蜂,研究其寄生机制对桑天牛的生物防治有重要意义。该寄生蜂的产卵行为主要包括桑天牛刻槽的定向搜寻、刻槽表面的检验、寄主卵检验、产卵寄生、标记等,其中刻槽表面检验的时间较长。选择试验显示,正常刻槽产卵桑枝对寄生蜂的引诱作用明显高于正常桑枝和取食桑枝。在刻槽未产卵桑枝、刻槽产卵未涂抹分泌物桑枝和正常刻槽产卵桑枝中,正常刻槽产卵桑枝对寄生蜂的引诱作用最强,并且刻槽检验时间、寄主卵检验率和寄生率等都显著高于前两个处理。已寄生刻槽对长尾啮小蜂的引诱作用明显低于未寄生刻槽。     

益生芽孢杆菌脂肽类抑菌成分的高效液相色谱-电喷雾串联质谱分析

本文旨在探明一株具有益生潜质的枯草芽孢杆菌N2-10对肠道菌的抗菌作用及其活性成分,为深入评价该菌株的益生功能和益生机理奠定基础。以常见的肠道致病菌和有益菌为指示菌,采用抑菌圈法对该菌株发酵液成分的抑菌活性进行测定,并通过高效液相色谱-电喷雾串联质谱(HPLC-ESI-MS/MS)对其中的活性成分进行分析。结果表明:枯草芽孢杆菌N2-10发酵液的氯仿和正丁醇提取液对供试菌无明显的抑制作用;脂肽类对大肠杆菌、痢疾杆菌和沙门氏菌等肠道致病菌表现出明显的抑菌作用,而对肠道有益菌保加利亚乳杆菌抑制作用很弱,对嗜热链球菌则无抑制作用。脂肽粗提物的HPLC-ESI-MS/MS分析结果显示,脂肽粗提物中的脂肽类抗生素为伊枯草素家族中的C14~C17抗霉枯草菌素(Mycosubtilin)的同系物。因此推断,枯草芽孢杆菌N_2-10对肠道致病菌产生抑制作用依赖于其产生的脂肽抗生素Mycosubtilin。