2 結果與分析
2.1生長(cháng)曲線(xiàn)
生長(cháng)曲線(xiàn)實(shí)驗每隔12h 取發(fā)酵液3 瓶,于600nm波長(cháng)下測量 OD 值,繪制成曲線(xiàn),結果見(jiàn)圖1。
由圖1可知,接種時(shí)培養液的 OD 值為 0.175,培養到12h 時(shí)OD值為1.78,細菌生物量增長(cháng)了 9 倍多,到24 h 時(shí) OD值為3.01,細菌生物量增長(cháng)了16倍多,此期間細菌生物量的增加速度很快,生長(cháng)屬于對數生長(cháng)期;培養時(shí)間在24 ~ 36 h 之間時(shí),細菌生物量基本保持不變,為生長(cháng)穩定期;培養36 h之后細菌開(kāi)始死亡,細菌生物量隨著(zhù)時(shí)間推移逐漸減少,進(jìn)入衰亡期。
2.2 培養時(shí)間對抗真菌素積累的影響
每隔12 h 取發(fā)酵液3 瓶,以 6000r/min 離心15 min,吸取上清液,進(jìn)行抗真菌效果實(shí)驗,結果見(jiàn)表1。由表1可以看出,剛接種的培養液在離心之后,盡管含有少量種子液,但其抗真菌素濃度太低,不足以抑制真菌生長(cháng),因此在平板上看不到抑菌圈;隨著(zhù)發(fā)酵時(shí)間的延長(cháng),抗真菌素不斷累積,到48 h 時(shí)發(fā)酵液的抗菌活性最強,抑菌圈直徑達12.8 mm;之后抗真菌素活性逐漸減小,到96 h 時(shí)抑菌圈直徑僅為8.8 mm。由實(shí)驗結果可知,供試菌株發(fā)酵生產(chǎn)抗真菌素的最佳時(shí)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(fā)酵液,研究裝液量對抗真菌素積累的影響,結果見(jiàn)表2。由表2 可知,在相同體積的三角瓶中,裝液量較少時(shí),其溶氧系數較高,枯草桿菌產(chǎn)生抗真菌素
也較多,其中裝液量為50 mL 時(shí),抗真菌素積累較多,抑菌圈直徑達14 mm。說(shuō)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-半乳糖和可溶性淀粉6種物質(zhì)為實(shí)驗碳源,質(zhì)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(jiàn)表4。由表4可知,枯草芽孢桿菌BS - 06 生產(chǎn)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
枯草芽孢桿菌BS - 06在麥芽糖質(zhì)量濃度分別為0.5%、1.0%、1.5%、2.0%和2.5%時(shí),對發(fā)酵生產(chǎn)抗菌物質(zhì)的影響結果見(jiàn)表5。由表5可知,發(fā)酵液的抗真菌活性在麥芽糖濃度為2%時(shí)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、蛋白胨、硫酸銨、硝酸銨和硝酸鉀6種物質(zhì)為實(shí)驗氮源,牛肉膏、酵母膏、蛋白胨濃度為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(jiàn)表6。由表6可以看出,牛肉膏、酵母膏、蛋白胨和硝酸鉀都可以被枯草芽孢桿菌BS - 06 利用,并能產(chǎn)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(chǎn)抗真菌素不利,可能是由于NH4+,抑制了抗真菌素的活性。
2.8 硝酸鉀濃度對抗真菌素積累的影響
研究了枯草芽孢桿菌BS - 06在硝酸鉀質(zhì)量濃度分別為0.05%、0.10%、0.15%、0.20%和0.25%時(shí),對發(fā)酵生產(chǎn)抗菌物質(zhì)的影響,結果見(jiàn)表7。由表7可以看出,硝酸鉀濃度在0.05% ~ 0.2%的范圍內,抗菌物質(zhì)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(guò)0.2%時(shí),抗菌物質(zhì)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面活性劑吐溫- 80,結果發(fā)現0.1%、1%、10% 3種濃度均能促進(jìn)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與枯草桿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(yōu)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?梢(jiàn),枯草芽孢桿菌BS - 06發(fā)酵產(chǎn)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(kāi)發(fā)成為生物農藥,應用于農作物的真菌病害防治。
3 結語(yǔ)
本研究通過(guò)一系列單因素實(shí)驗,確定了枯草芽孢桿菌的最佳發(fā)酵條件為:培養時(shí)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?莶輻U菌BS - 06產(chǎn)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(kāi)發(fā)成生物農藥來(lái)防治農作物病原真菌。
本研究的后續研究工作擬對該抗真菌素進(jìn)行分離純化和結構鑒定,以及對其性質(zhì)進(jìn)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。
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