多粘类芽胞杆菌X-11培养条件优化及其对马家柚的促生效果

多粘类芽胞杆菌(Paenibacillus polymyxa)X-11(简称X-11)是本课题组前期研究筛选到的植物根际促生菌,具有固氮、抗菌和促生功能,有开发应用潜力。为优化X-11菌株的培养条件,采用二因素实验设计,通过摇瓶培养试验,研究培养基初始酸碱度(pondus hydrogenii,pH)和培养时间以及培养基装液量和培养温度对X-11菌液活细胞数及其胞外纤维素酶(包括木聚糖酶在内)活性的影响,以及优化培养条件下培养的X-11菌液对马家柚幼苗的促生效应。结果表明:用初始pH8的马铃薯蔗糖液体培养基(potato dextrose broth,PDB)培养40小时(h)时,X-11活细胞的数最多,达4.78×10^(6)菌落形成数/毫升(colony forming units/mL,CFU/mL);用复装液量为35毫升(mL)的复合培养基在35度(℃)培养时,X-11活细胞数最多,达4.47×10^(7)CFU/mL;用初始pH7的PDB培养56 h或48 h时,X-11胞外纤维素酶和木聚糖酶活性均最高,分别达3.93 U(mg/mL/min)和2.26 U;用装液量为20 mL的PDB在25℃培养时,X-11菌液胞外纤维素酶及木聚糖酶活性均最高,分别达5.14 U和3.30 U。采用PDB培养时,X-11培养液活细胞数在初始pH与培养时间之间存在交互作用,但纤维素酶及木聚糖酶活性在初始pH与培养时间之间的交互作用不明显;采用复合培养基培养时,X-11培养液活细胞数在装液量与培养温度之间存在交互作用;采用PDB或复合培养基培养时,X-11胞外纤维素酶活性在装液量和培养温度之间均存在交互作用;采用PDB培养时,X-11胞外木聚酶活性在装液量和培养温度之间存在显著交互作用。综上,X-11菌株接种于初始pH8的复合培养基中、摇瓶装液量为35 mL/100 mL、在35℃培养40 h时,X-11菌液活细胞数显著增加;X-11菌株接种于初始pH7的PDB中、摇瓶装液量为20 mL/100 mL、在25℃培养48 h或56 h时,X-11菌液胞外纤维素酶和木聚糖酶活性显著提高。用收获高活细胞数的优化条件培养的X-11菌液对马家柚(Citrus grandis L.Osbeck)幼苗进行灌根处理,可显著促进其幼苗生长,X-11菌液处理的马家柚的主茎高度和分枝数分别较对照增加63.5%和3.5倍。研究结果可为X-11菌剂制备及其在植物促生和病害生物防治上的应用提供依据。