巨大芽孢杆菌在动物养殖中的应用研究进展

巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)是一种好氧革兰氏阳性菌,具有繁殖快、生命力强和对人畜无害等优点,在畜牧养殖、解磷固氮、生物防治、水体净化等领域有着广泛应用。本文重点综述了巨大芽孢杆菌的特性,在抑制病原菌、提高机体免疫功能、产酶和维护肠道菌群平衡等方面的作用机制以及在畜禽和水产养殖中的应用,为其科学高效应用于动物养殖提供参考。

巨大芽孢杆菌对复合污染土壤-苗期小麦中镉砷累积和转运的影响

为探究根际促生菌对复合重金属污染土壤有效性及其在小麦植株中的迁移和累积的影响,以镉(Cd)和砷(As)污染的农田土壤、巨大芽孢杆菌、‘济麦22’为供试材料,采用摇瓶培养、土壤培养及盆栽试验相结合的方法,探讨了巨大芽孢杆菌对复合污染土壤重金属Cd、As有效性及其在土壤-小麦植株中的转运与累积特征。摇瓶培养试验结果表明,巨大芽孢杆菌可以钝化土壤中的Cd,与灭活菌液相比,巨大芽孢杆菌培养48 h可以显著降低土壤有效Cd含量,最大降幅为49.90%;胞外分泌物可以降低土壤As有效性,与对照相比,灭活菌液显著降低了土壤有效态砷含量,最大降幅为142.68%。尽管长期土壤培养试验结果显示,接种巨大芽孢杆菌对土壤中镉砷的有效性没有明显影响,但在土壤-苗期小麦生长体系中,植物根系分泌物与菌株代谢物之间的相互作用调节了小麦根系对镉和砷的吸收和转运。巨大芽孢杆菌使小麦根系对Cd的富集能力显著降低了30.51%,并且巨大芽孢杆菌的灭活菌液与活菌处理使根际土壤As有效性显著降低了8.19%,小麦地上部对As的富集能力和由根向茎叶的转运能力分别显著降低了27.87%和41.18%。综上所述,巨大芽孢杆菌显著影响了复合污染土壤-苗期小麦体系中Cd和As的累积和转运,这对保障污染耕地安全利用和小麦绿色安全生产具有重要意义。

巨大芽孢杆菌TA-4的筛选鉴定及对番茄防御酶活性的影响

【目的】筛选具有产生长素(IAA)功能的生防细菌,挖掘其促生潜力。【方法】采用平板稀释和Salkowski法从消毒番茄根际土壤中筛选出具有产IAA功能的细菌,对其中产IAA最多的菌株进行鉴定,并通过盆栽试验测定该菌株对番茄的促生效果及其生物有机肥对番茄过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)和多酚氧化酶(PPO)3种防御酶活性的影响。【结果】菌株TA-4产IAA最多,达39.0μg/mL,经形态学、生理生化和分子生物学方法将其鉴定为巨大芽孢杆菌。盆栽结果表明TA-4生物有机肥能明显促进番茄生长,与未处理对照相比,2%含量TA-4生物有机肥处理番茄30 d的株高、茎粗、鲜重和干重分别增加58.7%、27.3%、53.2%和70.6%。番茄防御酶PAL、PPO和POD活性显著升高,提高了番茄对外界不良环境的抵御能力。【结论】明确了巨大芽孢杆菌TA-4对番茄植株生长及其防御酶活性,为研发新型农用生物有机肥奠定理论基础。

巨大芽孢杆菌在赤泥脱碱中的应用及作用机制

赤泥是氧化铝生产过程中产生的工业废渣,其强碱性使得赤泥存在环境污染风险高、资源化利用困难等问题。因此,急需寻求赤泥脱碱的有效方法和新途径。微生物脱碱法因其经济有效、无二次污染的特点而备受关注。本文利用巨大芽孢杆菌菌液对赤泥脱碱,通过高效液相色谱(HPLC)、XRD、SEM-EDS和FT-IR分别对细菌代谢产物、脱碱前后矿物的物相组成、微观形貌和官能团结构进行分析,研究了巨大芽孢杆菌对赤泥脱碱的作用机制。结果表明:在菌量为5.67×10^(13)CFU/mL、液固比为25(mL/g)和温度为35℃的条件下可将脱碱样品的pH值降低至8.55,10 d的单次脱碱率达到30.4%,比无菌添加时的pH值降低了1.48,脱碱率提高22.6%;脱碱后赤泥中方钠石、钙霞石等碱性矿物的衍射峰强度减弱,方解石的衍射峰强度增强,赤泥表面有菌株附着,并出现明显的溶蚀形貌,一些碱性矿物的铝硅酸盐结构被溶解;巨大芽孢杆菌主要利用代谢产生的两种含量较高的有机酸(苹果酸和丙酸)与赤泥中的碱性物质发生酸碱中和,实现对赤泥的脱碱。

U(Ⅵ)在芽孢杆菌Bacillus sp.dwc-2上的矿化动力学研究

微生物诱导的U(Ⅵ)生物矿化会影响铀在环境中的化学形态和迁移行为,但目前对于生长和繁殖阶段的微生物诱导U(Ⅵ)矿化的动力学行为研究不多,相关的机制也不明确。本文从某拟用作极低放射性废物处置场场所的土壤中分离出1株芽孢杆菌Bacillus sp.dwc-2,考察了pH值、甘油磷酸钠(SGP)、U(Ⅵ)初始浓度等因素对Bacillus sp.dwc-2在生长繁殖过程中诱导U(Ⅵ)矿化动力学行为的影响,并对其矿化机制进行了探讨。结果表明,Bacillus sp.dwc-2可诱导U(Ⅵ)形成钠铀云母(NaUO_(2)PO_(4)·3H_(2)O)的晶体矿物,该过程作为一种酶促反应,受pH值、SGP浓度、U(Ⅵ)初始浓度等因素的显著影响;当U(Ⅵ)初始浓度从50 mg/L增加至150 mg/L时,刺激了处于生长迟滞期至对数期(培养0~12 h)菌体磷酸酶活性的表达和磷酸盐的代谢,使其诱导U(Ⅵ)的矿化行为发生在生长对数期(培养12 h);SGP浓度的增加促进了磷酸酶的催化反应速率,进而促进了U(Ⅵ)的矿化,当SGP的浓度从25 mmol/L增加到125 mmol/L时,Bacillus sp.dwc-2诱导U(Ⅵ)的矿化时间从其生长稳定期(培养24 h)提前至生长对数期(培养12 h);中性和碱性条件下,磷酸酶活性在生长迟滞期至对数期(培养0~12 h)快速增加,从而促进了磷酸盐的消耗和U(Ⅵ)的矿化,特别是在碱性条件下,沉积物在生长对数期(培养8 h)时即转化为明显的晶体矿物。

一株甲胺磷高效降解菌--巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)的分离及其分子鉴定

湘潭南天化工厂的甲胺磷废水未经处理直接排放,对湘江及下游的湖泊造成了一定的污染,利用解磷微生物去除江河湖泊中的甲胺磷污染是一条有效的途径。本文作者从被该厂甲胺磷废水污染的湖泊中分离细菌样品,以甲胺磷为唯一碳源和能源,经过定向筛选,得到一株可高效降解甲胺磷的菌株HN001。气相色谱测定结果表明,此菌株对甲胺磷的降解率在48h和96h分别为49.24%和98.20%。对其进行了常规生理生化测试,结果表明,该菌株与巨大芽孢杆菌的表型特征非常相似。为了进一步确定HN001的分类学地位,测定了其16S rRNA基因序列,分析了相关细菌相应序列的同源性,构建了分子系统发生树,结果表明菌株HN001与巨大芽孢杆菌的亲缘关系最近。综合上述结果,菌株HN001可鉴定为巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)。

巨大芽孢杆菌Bacillus megaterium NCIB 8508蔗糖磷酸化酶生物催化合成α-熊果苷的研究

利用巨大芽孢杆菌Bacillus megateriumNCIB 8508蔗糖磷酸化酶生物催化合成α-熊果苷。考察了缓冲溶液pH值、缓冲溶液浓度、对苯二酚浓度、反应物摩尔比及反应时间等因素对反应的影响。结果表明,以湿菌体50 mg.mL-1破碎细胞粗酶液催化合成α-熊果苷,在pH值为6.5的30 mmol.L-1磷酸盐缓冲溶液中,温度为30℃、摇床转速为180 r.min-1、对苯二酚浓度为5 mmol.L-1、对苯二酚与蔗糖摩尔比为1∶5、反应时间为24 h的优化条件下,α-熊果苷含量达0.35 mg.mL-1、对苯二酚选择性为4.0%、对苯二酚转化率为74%。

巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)突变株Bn,B5的生物学特性及在Vc二步发酵中的伴生作用

对选出的巨大芽孢杆菌突变株Bn ,B5进行了生物学特性及发酵条件的研究 ,发现它们具耐低 pH和抗高浓 2KGA特性。可促进氧化葡萄糖酸杆菌生长 ,使其延迟期缩短 ,产酸增加。适宜的通气量下 ,摇瓶糖酸转化率提高 10 %～ 14% ;当发酵 pH为 6 .2～ 6 .6时 ,转化率提高 2 0 %～ 30 %

巨大芽孢杆菌Bacillus megaterium1301的转座诱变

本研究通过原生质体法、电击法和转座诱导方法,建立了携带转座子Tn917的质粒pTV1对野生巨大芽孢杆菌B1301菌株的转化体系与转座子突变技术,获得1000多个转座插入突变子。通过细胞分裂素生物测试法对这些突变子进行测定,筛选到2个突变子B1301-6与B1301-22。B1301-22突变子分泌的细胞分裂素比B1301有显著提高,而B1301-6突变子分必和细胞分裂比1301有显著降低。抑菌试验结果表明这2个细胞分裂素产量发生改变的突变子抑制率显著低于野生菌株,说明转座子Tn917的插入不仅使野生B1301菌株编码控制细胞分裂素产量的基因发生了改变,同时也改变了与编码抑菌功能相关的基因也受到了影响。

巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)解磷机理的研究(1)——解磷能力与磷素影响

以透明圈法定性地判定巨大芽孢杆菌(Bacillusmegaterium)分解有机磷的能力,并以摇瓶法定量地测定了影响该菌的解磷条件。结果表明,该菌对卵磷脂有一定的分解能力,且接种量和卵磷脂添加量对该菌分解卵磷脂能力有着重要的影响。

巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)产聚乳酸降解酶条件的研究

巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)具有降解聚乳酸的能力。对该菌的产PLA降解酶的发酵条件进行优化,发酵产聚乳酸降解酶的最佳条件为:产酶诱导物为酵母粉,培养时间为36h,培养基初始p H为8.0,发酵温度为40℃,摇床转速为175r·min-1,接种量为5%(V/V)。

地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)对Cr^(6+)的吸附动力学研究

从污染土壤中分离出地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis),利用其死菌体对Cr6+溶液进行吸附动力学研究.在Ci=300mg/L、pH=2.5和θ=50℃条件下,吸附120min获得最大吸附量60.5mg/g.应用Langmuir和Freundlich吸附等温线研究,结果表明,Langmuir吸附等温线更为适合.动力学研究显示,地衣芽孢杆菌对Cr6+的吸附动力学可以用拟二级速度方程进行描叙.

贝莱斯芽孢杆菌TMQ-KSL-1分离鉴定及其发酵液对番茄根结线虫的生防作用

镰刀菌(Fusarium spp.)和根结线虫(Meloidogyne spp.)都是植物的重要病原物,这两种病原物在寄主植物中存在着非常复杂的互作关系,可导致严重的植物土传病害。为探寻对番茄根结线虫病害具有高效防治作用的优良菌株,本研究以禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)为靶标病菌,采用平板稀释涂布法从多年种植番茄的设施大棚土壤中分离和筛选到一株抑菌效果较好的生防细菌菌株TMQ-KSL-1,根据形态特征、生理生化特性和16S rRNA基因测序对该菌株进行鉴定;测定不同浓度的发酵液及发酵上清液对根结线虫卵孵化率以及根结线虫二龄幼虫死亡率的影响,通过盆栽实验分析其发酵液对根结线虫病害的防治效果。结果表明,菌株TMQ-KSL-1具有较强的杀线虫活性,其发酵液和发酵上清液处理48 h线虫卵孵化抑制率分别为94.76%和90.72%;处理24 h番茄根结线虫二龄幼虫的校正死亡率分别为100%和97.37%;菌株TMQ-KSL-1发酵液100倍稀释液、200倍稀释液对番茄根结线虫病害防治效果分别为59.54%和12.14%,且100倍液处理防效与阿维菌素500倍液处理防效(61.56%)相当;地下鲜重分别提高了90.95%、19.65%。因此,菌株TMQ-KSL-1具有防控番茄根结线虫病害的能力,具有市场开发应用前景。

一株巨大芽孢杆菌的促生特性及其对小麦种子发芽的影响

通过室内试验研究了巨大芽孢杆菌ACCC 02979的促生指标及其对小麦种子发芽的影响。结果表明,巨大芽孢杆菌可同时利用无机磷和有机磷,培养液中可溶性磷含量分别为66.59 mg·L^(-1)和0.26 mg·L^(-1),另外其产吲哚乙酸(IAA)能力为3.13 mg·L^(-1)。巨大芽孢杆菌发酵液及其稀释液对小麦种子发芽率具有积极的作用,其中T2、T3和T5处理(菌株发酵液与水体积比分别为1∶20、1∶30、1∶50)的小麦种子发芽率最高,相较于对照均提高了11.8%。该菌株为一株促生菌,可应用于微生物肥料的研发。

转枯草芽孢杆菌纤溶酶(Bacillus subtilis fibrinolytic enzyme,BSFE)基因对烟草生长发育的影响

将枯草芽孢杆菌纤溶酶(Bacillussubtilisfibrinolyticenzyme,BSFE)基因及其信号肽序列转入烟草,转基因烟草表现出不同于野生型烟草的生长特性,如营养器官生长速率下降、叶片数目减少、叶片狭长、叶片宽度/叶片长度值降低以及植株矮小、节间缩短等。推测其与外源BSFE的蛋白水解活性有关。

芽孢杆菌对鸡粪贮存中氨气排放的影响及其耐受pH、盐分和高氨的能力研究

畜禽养殖业是重要的氨气排放源,畜禽粪便贮存过程中排放的大量氨气会加剧空气污染。本研究通过鸡粪室内恒温培养,研究了接种分离筛选的芽孢杆菌对鸡粪贮存过程中氨气排放的影响,并对具有氨气减排效应的芽孢杆菌耐受pH、盐分和高氨的特性进行了分析。结果表明,接种芽孢杆菌H1-10和H2-6相对于不接种对照显著减少了氨气累积排放量,分别减少了8.34%和11.85%(p<0.05)。经16S rRNA测序和NCBI比对分析,H1-10和H2-6均为巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)。菌株H1-10和H2-6均能够在强碱、高盐分和高氨的纯培养条件下生长代谢。本研究将为利用芽孢杆菌减少畜禽粪便贮存过程中氨气排放提供新思路,为研发具有实用性的微生物菌剂提供菌种资源。

巨大芽孢杆菌BM1259对不同精粗比体外瘤胃发酵特性的影响

为利用体外发酵法研究巨大芽孢杆菌对不同精粗比底物发酵特性的影响,以3头装有永久性瘤胃瘘管的荷斯坦干奶期奶牛作为瘤胃液供体动物,将豆粕和稻秸以4∶6、5∶5、6∶4的比例混合作为对照组(分别为C1、C2、C3处理),在此基础上添加0.1 g巨大芽孢杆菌(1×10^(10)cfu·g^(-1))作为4∶6 (T1处理)、5∶5 (T2处理)、6∶4 (T3处理)试验组,测定48 h的发酵参数。结果表明:① T1、T2和T3处理48 h产气量显著高于对照组。②与对照组相比,T2和T3处理发酵液pH值显著降低。③ T1和T2处理发酵液氨态氮(NH3-N)浓度显著高于对照组,T3处理NH3-N浓度有升高趋势(P=0.058)。④ T3处理总挥发性脂肪酸(TVFA)和微生物蛋白(MCP)显著高于对照组(C3处理),日粮精粗比与巨大芽孢杆菌对TVFA存在互作效应(P<0.05)。综上,在以豆粕和稻草为底物的发酵条件下,基础日粮中添加1×10^(10)cfu·g^(-1)巨大芽孢杆菌能提高底物的发酵程度,其中以底物精粗比6∶4的效果最为明显。

巨大芽孢杆菌应用于改善茄芯香气品质的研究

为降低茄芯烟叶中木质素含量、改善烟叶品质,从烟叶提取液中筛选出一株具有木质素降解能力的菌株,鉴定为巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)。其中木质素过氧化物酶活性达到19.03 U/L,锰过氧化物酶活性达到4.35 U/L。使用该菌株进行茄芯烟叶发酵,通过单因素试验及中心组合响应面法优化,得到最佳工艺条件:接种量7%、发酵温度37℃、起始含水量25%、发酵时间6 d。在此最佳条件下,茄芯烟叶木质素降解率达到23.02%,且发酵后中性香气总量较发酵前提高了30.22%。

一种荧光碳点R-CDs对炭疽芽孢杆菌标志物的响应检测

采用简单的水解法制备荧光探针R-CDs,高灵敏、可视化地现场检测炭疽芽孢杆菌(Bacillus anthracis)孢子标志物,探索一种荧光碳点R-CDs对炭疽芽孢杆菌标志物的响应检测方法。结果显示,该方法可以保持较好的线性关系,线性相关系数r为0.995 4和0.994 9;利用3σ/k计算方法的检出限(LOD)为48.40 nmol/L。建立了一套操作简便、切实可行的炭疽快速检测技术,能够及时发现问题,有效提高国家进出口制品安全质量,保障人民身体健康,同时具有功能多样化、高效化、应用广泛化等优点,该技术成果转化性强,应用价值和利润值较高,市场推广前景广阔。

饲料中添加地衣芽孢杆菌对鲤鱼生长性能的影响

该试验旨在研究鲤(Cyprinus carpio)的饲料中添加不同水平的地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)对其生长性能的影响,确定鲤养殖中最适地衣芽孢杆菌添加水平。试验选择480尾体重相近的鲤随机分成4个处理组,每组4个重复,每个重复30尾。各组鲤依次投喂含有0%、0.1%、0.2%和0.4%地衣芽孢杆菌的饲料。驯养2周,进行60 d的正式试验。试验结束测定各组鲤的生长性能。结果显示,与对照组比较,试验组投喂含0.2%和0.4%地衣芽孢杆菌的饲料,可以显著提高其试验末重、增重率,显著降低了饲料系数(P<0.05);投喂含有0.1%、0.2%和0.4%地衣芽孢杆菌的饲料,可以显著提高特定生长率(P<0.05);投喂含有0.2%地衣芽孢杆菌的饲料可以显著提高蛋白质效率(P<0.05)。研究结果表明,在鲤的养殖中添加适量的地衣芽孢杆菌可以明显改善其生长性能,且地衣芽孢杆菌的最适添加量为0.2%。