多粘类芽孢杆菌的研究进展

多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)是可产内生孢子具有生物防治功能的植物根际促生菌,在自然界中广泛存在,能够产生多肽、多糖、蛋白质等代谢活性物质,是挖掘天然抗菌素的宝库。随着生物技术的发展,多粘类芽孢杆菌在农业、工业及医药等领域均表现出广泛的应用价值。综述了多粘类芽孢杆菌的代谢活性物质、基因研究及其在农业与工业领域中的应用,对其未来的研究前景进行了展望,为进一步挖掘其作为生防制剂提供参考。

多粘芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)吸附Cu^(2+)的实验研究

细菌表面往往存在多种化学基团,能够通过吸附作用影响环境流体中金属元素的活动性,从而与表生条件下的元素富集、矿物成核结晶等地球化学过程密不可分。为了深入认识细菌吸附作用的地球化学意义和环境效应,揭示细菌吸附金属离子的热力学行为,选择了多粘芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)为研究细菌,系统开展了滴定实验和Cu2+吸附实验。通过连续酸滴定方法分析了细菌表面的化学特征,发现多粘芽孢杆菌在pH值为7.54~6.50范围内,表面带负电荷,表现出质子吸附行为;设计开展了Cu2+吸附实验,发现溶液的pH值对Cu2+吸附有一定影响,可能存在Cu2+与细菌表面质子的交换作用;根据Cu2+吸附等温线拟合计算,发现吸附等温线符合Langmuir和Freundlich吸附模型,根据Langmuir模型计算得到每个细胞的Cu2+饱和吸附量高达1.69×10-7mg。

多粘类芽孢杆菌(土益康1号)防治小麦土传病害技术研究

本文研究了5.0亿孢子/g多粘类芽孢杆菌对小麦土传病害的田间防治效果。结果显示,生物菌肥+常规管理,对茎基腐病、纹枯病等真菌性土传病害的防治效果优于化学药剂常规管理,小麦出苗率高0.6~3.5个百分点,茎基腐病病指防效高4.20~30.78个百分点,纹枯病病指防效高8.30~29.98个百分点,增产率高7.31~11.5个百分点。建议在小麦生产中推广使用土益康1号生物菌肥。

多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)XZ-2发酵条件优化的研究

采用单因素实验和正交实验相结合的方法,对多粘类芽孢杆菌菌株XZ-2的培养基配方及发酵培养条件进行了优化研究。实验结果表明:该菌株的最佳培养基配方为蔗糖15 g/L,蛋白胨15 g/L,硫酸镁5 g/L,氯化钙3 g/L;最佳培养条件为初始pH值8,发酵温度30℃,发酵时间24 h,装液量80 mL/250 mL,接种量3%(体积分数),转速180r/min。

多粘芽孢杆菌WP防治油麦菜细菌性叶斑病药效试验

在生菜主产区选用生物农药50亿CFU/g多粘芽孢杆菌WP开展药效试验,以探索最佳施用量,为推广应用提供科学依据。结果表明,多粘芽孢杆菌WP随施用量的增加防效提高,极显著提高至92.59%;1 500倍液3次药后7 d防效比6%春雷霉素WP 1 000倍液极显著提高,750倍液防效与1.5%噻霉酮As防效差异微小,并且对环境友好,对作物安全,可在生产上推广应用,与其他生物农药轮换施用。

一株多粘类芽孢杆菌Paenibacillus polymyxa对甘薯黑斑病的生物防治效果及作用机理初探

XZ-2是本课题组分离到的一株大豆内生多粘类芽孢杆菌。探索了该菌株对甘薯黑斑病的生物防治效果及其作用机理。研究结果表明:与清水对照相比,用XZ-2发酵原液的10~100倍稀释液处理贮藏期薯块,可以极显著地减小黑斑病病斑体积;在所有处理中,以XZ-2发酵原液的10倍稀释液对甘薯黑斑病的防治效果最佳,达73.62%;XZ-2发酵滤液处理对甘薯黑斑病菌的菌丝形态没有明显的影响,但会导致该病菌菌丝产生厚垣孢子,且显著地抑制其分生孢子的萌发。

多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)K18-5不同悬浮液处理对黄瓜枯萎病抑制作用的影响

本试验考察了多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)K18-5对尖孢镰孢菌黄瓜专化型的抑制作用,研究了K18-5不同悬浮液处理对定殖能力、防治效果、促生作用及根际微生物的影响。结果表明,在皿内试验,K18-5显著抑制尖孢镰孢菌的菌丝生长和分生孢子萌发;在盆栽试验,K18-5对黄瓜枯萎病具有明显的防治效果,芽孢悬浮液处理的防治效果更为显著,防效达到67.45%;K18-5在黄瓜根际具有良好的定殖能力,在芽孢悬浮液处理后的黄瓜根际基质和根系中的定殖密度较高而且稳定;K18-5促进黄瓜植株生长,提高叶绿素含量和根系活力;同时,K18-5悬浮液处理显著增加黄瓜根际基质中细菌和放线菌数量,减少真菌数量,其中镰孢菌数量明显减少。

多粘类芽孢杆菌适冷性新型β-半乳糖苷酶的重组表达和酶学性质

目的:本实验旨在挖掘一个适冷性新型β-半乳糖苷酶,为低温生产低乳糖乳制品或合成低聚半乳糖(Galactooligosaccharides,GOS)提供基础。方法:从多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)基因组中克隆一个β-半乳糖苷酶(PpBgal42A)基因,构建重组表达质粒pET-28a-PpBgal42A在大肠杆菌BL21(DE3)中表达,经亲和层析纯化后研究重组β-半乳糖苷酶的酶学性质,利用高效液相色谱检测各糖分浓度,以GOS转化率为指标,评价PpBgal42A的转糖苷能力。结果:PpBgal42A与酸热脂环酸芽孢杆菌(Alicyclobacillus acidocaldarius)来源的糖苷水解酶42家族β-半乳糖苷酶同源性最高,为59.9%。纯化后,PpBgal42A的比活力为163.7 U/mg,分子量约为79 kDa。其最适pH和温度分别为pH7.5和35℃,在pH7.0~9.5范围内和4~35℃以下保持稳定,50℃时快速失活,35℃时的半衰期为1777 min。PpBgal42A利用350 g/L乳糖于30℃反应6 h后合成GOS的转化率为31.6%。结论:PpBgal42A是一个适冷性新型β-半乳糖苷酶,可水解乳糖并合成低聚半乳糖,具有潜在应用价值。

一株多粘类芽孢杆菌的鉴定及其对花椒根腐病菌Fusarium solani的抑菌作用

腐皮镰刀菌(Fusarium solani)是引起花椒根腐病的主要病原菌之一,为开发高效防治花椒根腐病的绿色生防菌,实验从健康花椒根部土壤中分离筛选出一株腐皮镰刀菌较高拮抗作用的细菌KS-16,并对其进行形态学、生理生化性质和分子鉴定,研究了该菌对三株供试菌株大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌及腐皮镰刀菌的抑菌作用.结果表明,菌株KS-16被鉴定为多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa).活性测定发现,该菌对腐皮镰刀菌的菌丝生长抑制率达到53.78%,对三株供试菌株也有较高的抑菌活性.以PDA培养基作为发酵培养基优于LB培养基,作用10 d其抑制效果仍保持在43.33%.

多粘类芽孢杆菌NPDY05-8对玉米茎基腐病的防治效果及对土壤微生物的影响

【目的】探明多粘类芽孢杆菌NPDY05-8灌施土壤后对玉米茎基腐病的防治效果,及该菌在土壤中定植情况和对土壤的细菌和真菌等微生物群落的影响。【方法】利用Illumina MiSeq高通量测序技术,以未灌施菌株NPDY05-8和种植花生轮作的土壤为对照,对灌施多粘类芽孢杆菌NPDY05-8试验地土壤的细菌及真菌群落组成结构进行研究分析。【结果】该菌株对玉米茎基腐病的田间防治效果在2021年达90.92%,2022年达95.68%,显著优于化学药剂的防效。土壤菌群分析结果显示菌株NPDY05-8能够在土壤中定植,且长期存在于土壤当中。施用菌株NPDY05-8一年Y1和30日Y2的土壤细菌多样性OTUS分别为1 096个和1 149个,均高于未施用菌株的土壤Y3的973个及轮作土壤的941个;赤霉菌属的丰度Y1为4.15%、Y2为8.76%,均低于未施用菌株的土壤Y3的17.18%;镰刀菌属的丰度Y1为0.80%、Y2为1.12%,均低于未施用菌株的土壤Y3的2.17%;施用菌株一年的土壤与施用菌株30日的土壤在细菌和真菌水平的相关性指数高,距离最近。【结论】灌施菌株NPDY05-8能改变土壤的真菌及细菌的种群结构,控制有害真菌,达到持久改良土壤和防治土传性真菌病害的目的。

多粘类芽孢杆菌配施硫酸铜对烟叶产量及土壤微生物代谢的影响

【目的】明确多粘类芽孢杆菌和硫酸铜配施对土壤微生物代谢、烟株病害发生及生长发育的影响,为烤烟实际生产应用提供参考。【方法】采用随机区组试验设置常规施肥、常规施肥+多粘类芽孢杆菌、常规施肥+硫酸铜、常规施肥+多粘类芽孢杆菌+硫酸铜4个处理,分析其对烤烟产量及土壤微生物的影响。【结果】与常规施肥相比,多粘类芽孢杆菌和硫酸铜配施能显著增加烤烟株高、有效叶片数和平均叶面积;镰刀菌根腐病发病率和发病指数下降,平均相对防效达49.57%;烟株叶片胞间CO_(2)浓度、蒸腾速率、气孔导度和净光合速率分别增加29.27%、173.33%、116.67%和107.24%;烟叶产量和产值分别提高42.67%和52.61%;土壤微生物生物量碳、氮、微生物熵和呼吸速率分别提高47.53%、113.92%、39.30%和29.92%,且其与单施多粘类芽孢杆菌或硫酸铜相比,两者配施表现出协同促进作用。【结论】在缺铜土壤中,多粘类芽孢杆菌和硫酸铜配施能够促进烟株生长发育、降低镰刀菌根腐病发生率,并改良土壤生态环境。

多粘类芽孢杆菌P1不同施药方法防治广东菜心根肿病药效评价

通过对15亿CFU/mL多粘类芽孢杆菌P1悬浮剂不同的施药方法进行比较,探索一种对广东菜心根肿病更有效的防治方法。采用播前药剂处理和出苗后药剂处理相结合的方式,在广东菜心整个生育期用15亿CFU/mL多粘类芽孢杆菌P1悬浮剂施药2次,探索不同的播前处理模式对广东菜心根肿病的防治效果。设施地和露地试验数据均表明:采用播前土壤喷淋(制剂量2 L/667 m^(2))和2叶1心期根茎喷淋相结合的方式防治广东菜心根肿病的效果优于种子处理(100倍浸种、1∶50倍拌种)和2叶1心期根茎喷淋相结合的方式,病指防效为62.99%~82.13%。土壤喷淋后混土的方式对防效的影响不显著。建议采用生产上采用播前土壤喷淋(制剂量2 L/667 m^(2))和2叶1心期根茎喷淋相结合的方式防治广东菜心根肿病,土壤喷淋后不需混土。

多粘类芽孢杆菌-甲基营养型芽孢杆菌混配对小麦赤霉病的室内毒力及田间药效评价

为明确多粘类芽孢杆菌与甲基营养型芽孢杆菌混配对小麦赤霉病病原菌的联合毒力及最佳配比下的田间防效,采用平皿法测定了多粘类芽孢杆菌与甲基营养型芽孢杆菌及其不同比例混合物对小麦赤霉病病原菌的生物活性,并通过田间药效试验评价了其对小麦赤霉病的防效。多粘类芽孢杆菌和甲基营养型芽孢杆菌混配比为2∶1时,增效作用最显著,增效系数为1.92。田间药效结果显示,400亿孢子/g多粘类芽孢杆菌·甲基营养型芽孢杆菌可湿性粉剂对小麦赤霉病防效较好,使用剂量为20~40 m L/667 m2时,防治效果均可达到75%以上,试验期间,各药剂处理对小麦生长无影响、无药害,对其他非靶标生物无不良影响。400亿孢子/g多粘类芽孢杆菌·甲基营养型芽孢杆菌可湿性粉剂可作为防控小麦赤霉病的有效药剂。

多粘类芽孢杆菌研究进展

多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)是重要的根际有益生物,也被用于生物医药、流程制造、生物修复等方面,具有较大利用价值。综述了多粘类芽孢杆菌的菌株新特性和基因组特点、诸多功能领域的研究和产业化应用、分子操作系统、菌株的选育以及发酵技术的优化。

水稻生防菌株多粘类芽孢杆菌WY110抗菌蛋白的纯化及其基因克隆

通过DEAE SephadexA 5 0离子交换层析和SephacrylS 2 0 0分子筛层析并采用抑菌活性和SDS PAGE跟踪检测 ,从多粘类芽孢杆菌 (Paenibacilluspolymyxa)WY110菌株中分离纯化到一种对稻瘟病菌具有拮抗活性的抗菌蛋白P2 (分子量约 2 6kD)。平板抑菌试验表明 ,在PDA培养基上 1 5 μg纯化的P2 蛋白即可有效地抑制稻瘟病菌菌丝生长 ,并对所测试的稻瘟病菌不同菌株均表现出抑菌活性。对P2 蛋白的N 端测序结果表明 ,N 末端 2 4个氨基酸序列为H2 N Ala Asn Val Phe Trp Glu Pro Leu Ser Tyr Tyr Asn Pro Ser Thr Trp Gln Lys Ala Asp Gly Tyr Ser Asn 。以此为靶序列在网上用BlastP程序对蛋白质序列数据库进行了类似性检索 ,发现其与来源于芽孢杆菌的β 1,3 1,4 葡聚糖酶前体具有很高的同源性。进一步用此酶的特异底物地衣多糖进行了定性检测 ,验证了P2 蛋白具有 β 1,3 1,4 葡聚糖酶的活性。在此基础上 ,根据P2 蛋白N 末端氨基酸序列及此酶C 端保守性序列设计合成了两端引物 ,以WY110基因组DNA为模板 ,通过PCR高保真扩增获得了P2 蛋白编码基因的全序列 ,并克隆到pMD18 T载体上。核苷酸序列分析表明 ,其 5′端 72个核苷酸序列与蛋白N 端已知的 2 4个氨基酸序列完全吻合 ,序列全长为 6 36bp (GenBank登录号 :AF2

溶氧对多粘芽孢杆菌发酵影响的研究

探讨溶氧对于多粘芽孢杆菌发酵的影响。结果表明,溶氧量为40%时,多粘芽孢杆菌的芽孢数和抑菌物质产量均达到最高值,分别为10×109个/g和1.2%。在此基础上又进行了通过补料技术控制溶氧的试验,结果表明,补料能较好的提高多粘芽孢杆菌的芽孢数和抑菌物质产量,分别达到15×109个/g和1.5%。

辅以多粘类芽孢杆菌堆肥提取液工艺及其对土壤微生物群落结构的影响

以猪粪堆肥为原料,建立多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)与猪粪堆肥提取液的配伍技术工艺,并研究其对烟草黑胫病(Phytophthora parasitica)土壤微生物群落结构的影响。结果表明,最佳技术工艺是多粘类芽孢杆菌添加到猪粪堆肥中发酵72 h,再按照水∶堆肥8∶1(质量比)浸提48 h。不同工艺提取的猪粪堆肥提取液均能有效抑制烟草黑胫病病原菌的生长。与对照相比,施用辅以多粘类芽孢杆菌的堆肥提取液处理土壤疫霉ITS基因拷贝数减少了18.15%~53.33%,土壤中芽孢杆菌数量增加了45.63%~255.00%,同时增加了土壤细菌和放线菌数量,但是减少了真菌数量。辅以多粘类芽孢杆菌的猪粪堆肥提取液处理增加了Bacillus niabensis和B.aryabhttai的丰富度和细菌遗传多样性,但降低了真菌的丰富度和遗传多样性。

多粘芽孢杆菌 (Bacillus polymyxa) β-葡萄糖苷酶基因在大肠杆菌中的表达、纯化及酶学性质分析

从多粘芽孢杆菌 (Bacilluspolymyxa 1 794 )中克隆得到 β_葡萄糖苷酶基因bglA。将其构建在大肠杆菌 (Es cherichiacoli)表达载体pET2 8a(+)上 ,转化E .coliBL2 1,获得重组工程菌BL1979。重组表达的 β_葡萄糖苷酶的酶活力达到 2 4 7IU mL ,经镍柱纯化后的 β_葡萄糖苷酶最适温度为 37℃ ,最适pH值为 7 0 ,该酶经纯化后纯度可达92 7%。用非变性梯度聚丙烯凝胶电泳发现该酶具有多种寡聚体形式 ,经荧光底物活性染色表明这些寡聚体均具有

多粘类芽孢杆菌BRF-1和枯草芽孢杆菌BRF-2对黄瓜和番茄枯萎病的防治效果

采用室内培养方法，对生防细菌多粘类芽孢杆菌BRF-1和枯草芽孢杆菌BRF-2不同稀释倍数的代谢产物抑制黄瓜尖孢镰刀菌、番茄枯萎病菌分生孢子萌发和菌丝生长的试验结果表明，当两菌株代谢产物稀释5倍时，对分生孢子萌发的抑制率达到80％以上；两菌株代谢产物在稀释2倍和5倍时，对2种病原真菌菌丝生长的抑制率在40％-80％之间，与对照差异极显著（P〈0．01）。盆栽试验表明，BRF-1和BRF-2生防细菌菌悬液及其无菌代谢物对黄瓜和番茄枯萎病不仅具有较好的防治效果，而且具有明显的促进生长作用。

多粘类芽孢杆菌HY96-2对番茄青枯病的防治作用

室内测定了拮抗菌株HY96-2对番茄青枯病病原菌Nb-1的毒力。平板培养法和双层培养基法结果表明,HY96-2对Nb-1具有较好的拮抗作用,其抑制率分别为20.1%和24.7%。通过温室盆栽,确定了HY96-2发酵液及其制成的生防制剂KDLD对番茄青枯病的最佳防治方法为浸根法。番茄苗浸1×105cfu/ml的HY96-2发酵液0.5h,栽入灭菌土后浇入该HY96-2发酵液100ml,处理后30d防效仍高达69.7%。温室防治试验结果表明,采用浸根法HY96-2发酵液施用后21d对番茄青枯病防效可达77.8%。生防制剂KDLD稀释100倍施用后20d防效可达81.5%。大田防治试验结果表明,生防制剂KDLD稀释100倍后使用,在番茄整个生育期对番茄青枯病都具有很好的防效,在收获末期的防效仍可达81.8%。