多粘类芽胞杆菌新菌株X-11及其对番茄和水稻的促生效应

【目的】从小麦(Triticum aestivum L)根际筛选到了一株细菌菌株(编号X-11),为该菌株在植物促生上应用提供依据。【方法】结合形态特征、生理生化特性、16S rDNA序列及基因组测序对其进行了鉴定,并测定其对番茄(Solanum lycopersicum)和水稻(Oryza sativa)的促生效应。【结果】该菌株菌落圆形、半透明、凸起、黏稠;菌体杆状,形成芽胞,革兰氏阴性;具有固氮,还原硝酸盐,产吲哚、分泌铁载体及分解有机磷的功能。基于16S rDNA序列比对将X-11菌株归类为多粘类芽胞杆菌种群,基于非冗余蛋白数据库的基因比对表明其与最近缘菌株基因相似率55.7%,证明其为一个新菌株。X-11菌液浸种显著增加了番茄发芽率和胚根伸长度,灌根(R)及灌根结合叶面喷施(R+L)显著提高了番茄叶片中过氧化物酶(POD)活性,R+L处理使超氧化物歧化酶(SOD)活性提高了34.58%。水稻1叶1心期施用X-11菌液,根长增加了6.8%;立针期或1叶1心期施用X-11菌液,使秧苗SOD活性分别提高了90.4%和51.8%。【结论】X-11被鉴定为多粘类芽胞杆菌新菌株,是多种功能的植物根际促生菌,在植物促生方面具有开发应用潜力。

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。

产脂肪酶多粘类芽胞杆菌的产酶条件和固定化优化及对模拟油污废水的降解研究

以筛选自健康桑树叶片的内生细菌多粘类芽胞杆菌(Paenibacillus polymyxa)为实验菌株,对其产脂肪酶进行分析,探讨菌株在油污废水净化领域的应用潜力。在透明圈法定性分析的基础上,研究了影响菌株产酶的因素,优化了产酶条件;采用壳聚糖-戊二醛固定的方法对脂肪酶进行固定,探讨了固定化酶对模拟油污废水的降解能力。结果表明,菌株具有产脂肪酶特性,所产脂肪酶的最适反应温度为39℃,最适反应pH值为7.0。通过碳氮源筛选发现,蔗糖(60 g/L)和菜籽饼粉(15 g/L)最适合作为菌株培养基发酵产酶。设置培养基初始pH为7.0,培养温度32℃,发酵培养2 d,脂肪酶活性即可达到最大值。脂肪酶可有效固定在壳聚糖-戊二醛载体上。降解模拟油污废水时,游离酶在反应48 h时降解度达638.88 mg/mgprot,而后持续下降;固定化酶在反应36 h时,降解度达4174.44 mg/mgprot,且在60 h内,一直保持在相对恒定的水平。60 h后,固定化酶的降解度虽然显著下降,但相比于游离酶仍然保持较高的降解能力。内生细菌多粘类芽胞杆菌具有良好的产脂肪酶及降解油污能力,在废水净化领域有潜在的应用前景。

多粘类芽胞杆菌胞外多糖在微生物农药剂型中的功能研究

为探明生防菌胞外多糖在微生物农药制剂加工中的应用潜力及价值,考察了多糖粗提物对农药载体的助悬浮作用及对生防菌的热保护和紫外保护作用。结果表明:多粘类芽胞杆菌Paenibacillus polymyxa(HY96-2)胞外多糖对硅藻土、高岭土和碳酸钙3种载体具有明显的助悬浮作用,当载体中多糖粗提物添加量为0.25 g/g时,3种载体的悬浮率可分别提高62.6%、161.8%和284.0%。此外,该胞外多糖对HY96-2芽胞还表现出明显的热保护作用,对HY96-2和海洋芽胞杆菌Bacillus marinus(B-9987)的营养细胞及芽胞表现出明显的紫外保护作用:添加质量体积分数为0.5%的多糖粗提物后,HY96-2芽胞在80℃处理20 min后的存活率比对照提高了31.0%,经紫外(UV-B,290～320 nm)照射6 h后,HY96-2营养细胞和芽胞的存活率分别比对照提高了14.1%和22.6%,B-9987营养细胞和芽胞的存活率分别比对照提高了36.4%和29.5%。该胞外多糖可用作多粘类芽胞杆菌可湿性粉剂加工中的助剂,以替代或减少化学助剂的使用。

多粘类芽胞杆菌DN-1防治水稻纹枯病初步研究

多粘类芽胞杆菌是一种能防治多种病原真菌病害的生防细菌.本文通过抑菌率测定、盆栽试验、田间防效试验首次研究不同浓度多粘类芽胞杆菌DN-1对水稻纹枯病的防治效果,试验结果表明当终浓度在5～120亿芽孢/L（667 m^2用水量50 L）时,对水稻纹枯病室内抑菌率达62.21％～90.54％;盆栽试验防效达46.19％～77.11％;药后12、24 d,2013年田间防效分别达43.43％～75.70％、59.01％～79.64％;2014年田间防效均分别达50.72％～77.26％、53.65％～77.29％;DN-1终浓度在120亿芽孢/L时两年间田间防治效果与井冈霉素A 60 g.a.i/hm^2处理相当,低于噻呋酰胺60 g.a.i/hm^2处理.

多粘类芽胞杆菌对植物土传病害的防控及促生长作用研究进展

多粘类芽胞杆菌是具有极高应用价值和安全性的生防菌株,对人和动植物均无致病性,某些菌株能够分泌多肽蛋白、酶和植物激素等活性产物,这些产物能够防治植物土传病害并促进植物生长和增产。针对近年来多粘类芽胞杆菌在防治土传病害及植物促生长等方面的研究进展进行了综述。

土壤因子对海洋多粘类芽胞杆菌L_1-9在黄瓜根表土壤定殖的影响

本试验考察了土壤温度、有机质含量和pH对海洋生防细菌多粘类芽胞杆菌L_1-9在黄瓜根表土壤中定殖的影响。采用实时荧光定量PCR方法检测了不同时期黄瓜根表土壤中菌株L_1-9的16S r DNA拷贝数。结果表明,土壤有机质含量、土壤温度和pH对菌株L_1-9在黄瓜根表的定殖有显著影响(P<0.01)。25℃定殖数量最高,为5.79×108拷贝/g土,是15℃时的3.4倍;添加有机肥20~40 g/kg土壤,可以促进菌株L_1-9在黄瓜根际定殖;pH 7时,菌株L_1-9在黄瓜根表土壤中的定殖数量最高。本研究为海洋生防菌L_1-9防治黄瓜土传病害提供了理论依据。

解几丁质类芽胞杆菌几丁质酶活性及其次生代谢物的测定

采用几丁质酶培养基筛选出FJAT-10038芽胞杆菌,测定其几丁质酶活力为11.04U·mL-1,说明FJAT-10038芽胞杆菌能够产几丁质酶。采用气相色谱质谱联用(GC/MS)的方法分析FJAT-10038发酵液丙酮萃取的成分,初步鉴定出31种化合物。在鉴定出的化合物中,相对含量超过10%的有2种,分别是六氢化-吡咯环[1,2-a]-吡嗪-1,4-二酮和异丁醚,相对含量分别为44.17%和15.58%;匹配率在90%以上的成分有3种,分别是二叔丁基对甲酚、六氢化-吡咯环[1,2-a]-吡嗪-1,4-二酮和六氢-3-苯甲基-吡咯并[1,2-a]-吡嗪-1-4-二酮,匹配度分别是90%、97%和93%,相对含量分别是0.43%、44.17%和0.38%;另外还发现一些其他的活性物质。

多粘类芽胞杆菌LB−9的诱变及抑菌防病效果研究

为获得对烟草疫霉菌生防效果更佳的拮抗菌株,对多粘类芽胞杆菌LB−9进行基因诱变。利用原生质体电转化法,构建了菌株LB−9的Tn−5转座插入突变体库,获得约2000个转化子,通过平板对峙法筛选出对烟草疫霉菌拮抗能力增强且效果稳定的突变菌株3个,其中编号为A13的突变菌株对烟草疫霉菌的抑制效果达到80%以上,与原始菌株LB−9的抑菌率相比提高了20%以上。采用室内盆栽接种法研究了正突变菌株A13对烟草黑胫病的防控效果,并利用实时荧光定量PCR法初步分析了其诱导烟株体内抗病相关基因的表达。结果表明,正突变菌株A13处理烟株7 d后,对烟草黑胫病的防效高于原始菌株LB−9,防效可达80%以上,同时可诱导烟株体内不同信号通路中抗性相关基因的上调表达。本研究为多粘类芽胞杆菌插入诱变育种方法研究提供了理论支撑,对烟草黑胫病的生物防治具有重要意义。

一株多粘类芽胞杆菌防治油茶炭疽病初探

多粘类芽胞杆菌是一种能防治多种病原真菌病害的生防细菌。通过室内孢子萌发抑制率、抑菌率测定、林间防治试验首次研究不同芽胞浓度的多粘类芽胞杆菌Paenibacillus polymyxa DN-1对油茶炭疽病的防治效果。结果表明,当终浓度在（10～160）亿芽胞/L（667 m^2用水量50 L）时,对4株油茶炭疽病病原菌Colletotrichum gloeosporioides Penz.孢子萌发抑制率41.50%～88.75%;抑菌率35.81%～77.56%;在汤池镇和舒茶镇两地,发病初期施药后30 d林间防效为29.80%～68.91%和31.11%～67.55%;发病高峰期施药后30 d林间防效为26.61%～50.20%和21.95%～52.66%;DN-1终浓度160亿芽胞/L时,在发病初期施药两地林间防治效果与百菌清相当;而在发病高峰期施药林间防治效果低于百菌清。

多黏类芽胞杆菌DP-11接种剂的制备及其对苦瓜枯萎病的防治效果

多黏类芽胞杆菌DP-11是从金镶玉竹(Phyllostachys heteroclada)根际土壤中分离的一株生防细菌,对多种植物病原真菌具有拮抗活性,且具有解磷作用较强、可分泌嗜铁素和纤维素酶等生物学特性.研究以菌株DP-11为活性菌株研究了其固体发酵条件和接种剂制备的辅料选择.结果表明:二级种子接种量为15%(V/m),固体发酵时间为72 h时发酵效果最佳.接种剂制备的最佳载体为硅藻土,分散剂为SDS与木质素磺酸钠按质量比1∶1复配.由此制成的活菌含量为50亿cfu/g的DP-11接种剂对苦瓜枯萎病具有良好的防治效果,平均防治效果为73.0%~75.4%.

利用响应面分析法优化胶质类芽胞杆菌初级种子培养基

采用响应面分析法（RSM）对胶质类芽胞杆菌的初级种子培养基进行了优化,以提高其菌体密度和后续发酵效率。首先采用单因子试验筛选出提升菌体密度的适宜碳源和氮源,分别为麦芽糖和胰蛋白胨,在此基础上采用Plackett-Burman（PB）试验设计法,对9种影响菌体生长繁殖的因素进行了评价,结果表明,麦芽糖和MgSO4·7H2O对菌体繁殖影响最为显著。用快速登高试验逼近关键因素的最大响应区域,通过中心组合试验和验证试验,获得胶质类芽胞杆菌优化培养基成分为麦芽糖2.5g/L,胰蛋白胨1.0g/L,MgSO4·7H2O0.73g/L,K2HPO4·3H2O 0.4g/L,NaCl 0.06g/L,FeCl3 0.6 mg/L,水杨酸10 mg/L,CaCO3 1.0g/L。使用该优化培养基可将菌体密度较优化前提高了近10倍,含量达到4.12×10^8 cfu/mL。结果为提高胶质类芽胞杆菌的生产发酵水平和保证产品质量提供依据。

生防菌剂多黏类芽胞杆菌对辣椒根际土壤细菌群落的影响

多黏类芽胞杆菌对辣椒疫病有较好的防治效果,本文重点研究了其对辣椒根际细菌微生物的影响。收集了109 cfu/g多黏类芽胞杆菌WP、25%嘧菌酯SC、68%精甲霜·锰锌WG及对照处理后的辣椒根际细菌,通过高通量测序分析了根际细菌种群多样性和群落结构。多黏类芽胞杆菌处理后的辣椒根际细菌多样性最高,化学药剂处理后的辣椒根际细菌多样性也均高于对照。通过分析高通量测序结果,发现辣椒根际细菌包括变形菌门Proteobacteria、奇古菌门Thaumarchaeota、酸杆菌门Acidobacteria、绿弯菌门Chloroflexi、放线菌门Actinobacteria等13个门。变形菌门的丰度在对照(JD)中高达70.65%,而在嘧菌酯(JA)、精甲霜·锰锌(JB)和多黏类芽胞杆菌(JC)的处理中分别降至24.41%、25.64%和34.95%,但仍然是各处理的优势菌群。在化学药剂和多黏类芽胞杆菌的3种处理中酸杆菌门和绿弯菌门菌群的丰度远高于对照,特别是奇古菌门菌在化学药剂处理中的丰度极显著高于多黏类芽胞杆菌和对照处理。经多黏类芽胞杆菌处理后发现芽单胞菌门和芽单胞菌属远高于对照,分别为7.35%(JC)、0.11%(JD)。研究结果表明:施用多黏类芽胞杆菌不仅可以有效防治辣椒疫病,还可以改变辣椒根际土壤微生物区系,提高土壤中细菌种群的多样性。

皮尔瑞俄类芽胞杆菌ZF390对黄瓜细菌性软腐病的防治效果

针对黄瓜细菌性软腐病发生严重且难以防治的问题,本研究以活体防治效果为指标,筛选更加有利于田间应用的高效生防菌株。采用梯度稀释法分离纯化病害发生严重地块的健康黄瓜植株根际中的细菌菌株,再利用双层培养法筛选到6株黄瓜细菌性软腐病菌拮抗菌株,最终通过喷雾接种法筛选得到能够有效防治黄瓜细菌性软腐病的生防菌株ZF390,其防效可达77.94%,且该菌株能够有效抑制8种病原细菌的生长,抑菌谱广。结合形态学特征、生理生化特性和多位点序列分型分析,鉴定菌株ZF390为皮尔瑞俄类芽胞杆菌Paenibacillus peoriae。采用单因素试验对菌株ZF390摇瓶发酵工艺进行优化,最终发酵液菌体浓度提高了4个数量级,可达2.94×10^(9) CFU/mL。菌株ZF390是一株能够有效防治黄瓜细菌性软腐病的生防菌株,具有进一步开发成生防制剂的应用潜力。

类芽胞杆菌(Paenibacillus)对植物促生御病机理研究进展

类芽胞杆菌(Paenibacillus)是植物根际促生菌的重要来源,可通过固氮、产生激素、分泌铁载体、活化矿物营养元素等机制直接促进植物生长;也可通过诱导植物抗病性、产生各类抗菌活性物质等机制抵御植物病害。因其特性符合植物促生和病害生物防治的需要,在可持续农业中发挥越来越重要的作用。从自身代谢角度综述类芽胞杆菌对植物促生御病机制的研究进展,梳理了组学技术在相关研究中应用所取得的成果,展望了未来研究的发展趋势,并对今后的研究提出了三点建议。

多粘类芽胞杆菌利用生物柴油副产物粗甘油生产乙偶姻

研究多粘类芽胞杆菌利用廉价底物生物柴油副产物粗甘油批次发酵生产乙偶姻,考察不同pH条件、不同转速下乙偶姻、2,3-丁二醇和乙酸3种主要产物的产量,根据发酵结果设计一种三阶段溶氧调节的方法,结果表明:经76h批次发酵,乙偶姻产量为14.62 g/L,副产物2,3-丁二醇和乙酸分别为1.24和2.93 g/L;副产物量低,且易于分离,可以有效减少后期分离提取产物的成本。

抗植物病原线虫的多粘类芽胞杆菌KM2501-1发酵培养基和发酵条件优化

多粘类芽胞杆菌KM2501-1可以有效抑制南方根结线虫对植物的危害,促进植物生长,具有良好的应用前景。采用正交实验和单因素实验分别对多粘类芽胞杆菌KM2501-1的发酵培养基和发酵条件进行了优化。结果表明,多粘类芽胞杆菌KM2501-1发酵培养基的最优配方为:可溶性淀粉3%、豆粕3%、氯化钙0.05%、氯化钠0.25%;最适发酵初始pH值为8.5,最适发酵温度为28℃。将多粘类芽胞杆菌KM2501-1在优化培养基中的发酵上清液稀释5倍后,作用根结线虫48 h的校正死亡率为87.15%,比优化前提高了61.61%;多粘类芽胞杆菌KM2501-1在优化培养基中发酵48 h后的芽胞数为2.5×10~8 cfu·mL^(-1),是优化前的6.25倍,芽胞率达到100%时发酵周期为48 h,优化效果十分显著。该研究为多粘类芽胞杆菌KM2501-1的中试和大规模发酵生产提供了基础数据。

胆固醇氧化酶高产菌类芽胞杆菌的诱变选育

由本实验室产胆固醇氧化酶的菌株类芽胞杆菌作为出发菌株,经过紫外+LiCl、紫外+光敏试剂(8—mop)物理化学诱变处理,最后得到一株突变株XUM-10,并对其进行发酵条件的优化,最终酶活为221.20U/L,其酶活为出发菌株的2.5倍。

多粘类芽胞杆菌分离鉴定及其对甘薯蔓割病的防治效果

【目的】筛选对甘薯蔓割病病原菌具有拮抗作用的芽胞杆菌,为甘薯蔓割病的生物防治提供菌种资源。【方法】通过平板对峙法从玉米根际土壤中筛选对甘薯蔓割病病原菌具有拮抗作用的芽胞杆菌;通过生物学特征和16S rDNA序列分析对拮抗菌株进行分类鉴定;通过盆栽试验进行拮抗菌株对甘薯蔓割病的防效试验,并检测拮抗菌株对甘薯叶片脱落酸(ABA)和赤霉素(GA)含量,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性及可溶性蛋白含量的影响。【结果】从玉米根际土壤中分离获得1株乳白色且具有拮抗作用的芽胞杆菌,命名为HAAS05,通过16S rDNA鉴定及系统发育进化树比对分析,将HAAS05菌株鉴定为多粘类芽胞杆菌(Paenibacillus polymyxa)。盆栽试验结果显示,HAAS05菌株对甘薯蔓割病有明显的拮抗效果;OD;=0.20和OD;=0.40的HAAS05菌悬液处理第10 d后,甘薯叶片中ABA含量较仅接种病原菌处理(201.94 ng/g)显著降低(P<0.05,下同),分别为52.29和107.10 ng/g,而GA含量较仅接种病原菌处理(7.05 ng/g)显著升高,分别为8.10和10.31 ng/g,甘薯叶片SOD活性和可溶性蛋白含量均较仅接种病原菌处理显著升高,而POD活性变化无明显规律。【结论】多粘类芽胞杆菌HAAS05菌株对甘薯蔓割病有较好的拮抗作用,具有一定的开发应用潜力。