2 結果與分析
2.1生長曲線
生長曲線實驗每隔12h 取發酵液3 瓶,於600nm波長下測量 OD 值,繪製成曲線,結果見圖1。
由圖1可知,接種時培養液的 OD 值為 0.175,培養到12h 時OD值為1.78,細菌生物量增長了 9 倍多,到24 h 時 OD值為3.01,細菌生物量增長了16倍多,此期間細菌生物量的增加速度很快,生長屬於對數生長期;培養時間在24 ~ 36 h 之間時,細菌生物量基本保持不變,為生長穩定期;培養36 h之後細菌開始死亡,細菌生物量隨著時間推移逐漸減少,進入衰亡期。
2.2 培養時間對抗真菌素積累的影響
每隔12 h 取發酵液3 瓶,以 6000r/min 離心15 min,吸取上清液,進行抗真菌效果實驗,結果見表1。由表1可以看出,剛接種的培養液在離心之後,盡管含有少量種子液,但其抗真菌素濃度太低,不足以抑製真菌生長,因此在平板上看不到抑菌圈;隨著發酵時間的延長,抗真菌素不斷累積,到48 h 時發酵液的抗菌活性最強,抑菌圈直徑達12.8 mm;之後抗真菌素活性逐漸減小,到96 h 時抑菌圈直徑僅為8.8 mm。由實驗結果可知,供試菌株發酵生產抗真菌素的最佳時間為培養48 h。
2.3 裝液量對抗真菌素積累的影響
在250 mL三角瓶中分別裝入 25、50、100、150、200 mL發酵液,研究裝液量對抗真菌素積累的影響,結果見表2。由表2 可知,在相同體積的三角瓶中,裝液量較少時,其溶氧係數較高,枯草杆菌產生抗真菌素
也較多,其中裝液量為50 mL 時,抗真菌素積累較多,抑菌圈直徑達14 mm。說明裝液量50 mL 對抗真菌素積累的影響最大。
2.5 不同碳源對抗真菌素積累的影響
以葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、乳糖、D-半乳糖和可溶性澱粉6種物質為實驗碳源,質量濃度均為0.5%,研究不同碳源對抗真菌素積累的影響,結果見表4。由表4可知,枯草芽孢杆菌BS - 06 生產抗真菌素的最佳碳源為麥芽糖,抑菌圈直徑達14.0 mm;其次為葡萄糖,抑菌圈直徑為11.5 mm。
2.6 麥芽糖濃度對抗真菌素積累的影響
枯草芽孢杆菌BS - 06在麥芽糖質量濃度分別為0.5%、1.0%、1.5%、2.0%和2.5%時,對發酵生產抗菌物質的影響結果見表5。由表5可知,發酵液的抗真菌活性在麥芽糖濃度為2%時最高,抑菌圈直徑為14.6 mm。其他幾種麥芽糖濃度處理的抗真菌素活性基本接近。
2.7 不同氮源對抗真菌素積累的影響
選用牛肉膏、酵母膏、蛋白腖、硫酸銨、硝酸銨和硝酸鉀6種物質為實驗氮源,牛肉膏、酵母膏、蛋白腖濃度為0.5%,硫酸銨、硝酸銨和硝酸鉀的濃度為0.1%,考察它們對抗真菌素積累的影響,結果見表6。由表6可以看出,牛肉膏、酵母膏、蛋白腖和硝酸鉀都可以被枯草芽孢杆菌BS - 06 利用,並能產生抗真菌素,其中硝酸鉀為最佳氮源,抑菌圈直徑可達12.2 mm,可能是K+能夠提高抗真菌素的活性;硫酸銨、硝酸銨則對BS - 06產抗真菌素不利,可能是由於NH4+,抑製了抗真菌素的活性。
2.8 硝酸鉀濃度對抗真菌素積累的影響
研究了枯草芽孢杆菌BS - 06在硝酸鉀質量濃度分別為0.05%、0.10%、0.15%、0.20%和0.25%時,對發酵生產抗菌物質的影響,結果見表7。由表7可以看出,硝酸鉀濃度在0.05% ~ 0.2%的範圍內,抗菌物質的活性隨硝酸鉀濃度升高而增大,最大抑菌圈直徑達15.5 mm;而硝酸鉀濃度超過0.2%時,抗菌物質的活性則下降,抑菌圈直徑僅僅為9.8 mm。
2.9 不同濃度吐溫- 80對抗真菌素積累的影響
在培養基中添加不同濃度的非離子型表麵活性劑吐溫- 80,結果發現0.1%、1%、10% 3種濃度均能促進抗真菌素的活性,抑菌圈直徑分別為14.3、15.8、14.3 mm,其中以1%的濃度最佳,抑菌圈直徑比不添加吐溫- 80的對照(12.2 mm)增加近30%。這可能是因為吐溫80與枯草杆菌的細胞膜相互作用,增加了細胞膜的通透性,從而增加了抗真菌素向細胞外分泌的量。
2.10 抗真菌素的抗菌譜檢驗
在上述優化條件下,研究了抗真菌素對節瓜枯萎病菌、冬瓜枯萎病菌、苦瓜枯萎病菌、稻瘟病菌的抗菌效果,結果5種致病菌的抑菌圈直徑分別為18.0、19.3、15.3、11.3、11.5 mm。可見,枯草芽孢杆菌BS - 06發酵產生的抗真菌素除了對水稻紋枯病菌具有良好的抗菌性外,對其他4種真菌均有較強的抑菌作用,有望開發成為生物農藥,應用於農作物的真菌病害防治。
3 結語
本研究通過一係列單因素實驗,確定了枯草芽孢杆菌的最佳發酵條件為:培養時間48 h,裝液量為50 mL,初始pH值為8.0,培養基中添加2%麥芽糖、
0.2%硝酸鉀和1%吐溫 - 80。枯草杆菌BS - 06產生的抗真菌素具有較廣的抗菌譜,對水稻紋枯病菌、稻瘟病菌、節瓜枯萎病菌、冬瓜枯萎病菌、苦瓜枯萎病菌均有較好的抗菌效果,有望開發成生物農藥來防治農作物病原真菌。
本研究的後續研究工作擬對該抗真菌素進行分離純化和結構鑒定,以及對其性質進行研究,以期為該抗真菌素在農作物真菌病害防治上的應用提供依據。
參考文獻:
[1] 餘鳳玉,李振華,曾會才.抗真菌農用抗生素的研究進展[J].熱帶農業科學,2005,25(1):61-66.
[2] 李巧麗,袁月星.抗植物真菌病害基因及其應用[J]" 生物學教學,2000,25(12) :2-4
[3] 蔣琳,馬承鑄.生物農藥研究進展(綜述)[J].上海農業學報,2000,16(增刊):73-77
[4] 孔建,王文夕,趙白鴿,等.枯草芽孢杆菌B - 903菌株的研究Ⅱ.抗菌物質的理化特性[J].中國生物防治,2000,16(1):12-14.
上一篇:枯草芽孢杆菌培養生產農用抗真菌素初步研究(一)
下一篇:細胞培養無菌操作注意事項