Paenibacillus polymyxaZJ-9混合发酵菊粉和葡萄糖合成R,R-2,3-丁二醇

在7.5 L发酵罐上考察了Paenibacillus polymyxa ZJ-9混合发酵菊粉和葡萄糖合成R,R-2,3-丁二醇的工艺条件。选用菊芋菊粉粗提液为发酵前期底物,分析比较不同初始菊粉浓度下的细胞比生长速率(μ)和产物比合成速率(qp),进而研究了补糖种类和不同补料方式对合成R,R-2,3-丁二醇的影响。结果表明,初始菊粉75.0g/L,当发酵到24 h、31 h时,分别添加15.0 g/L的葡萄糖,发酵效果最佳,44 h时,产物产量达到最高值47.8 g/L,与分批发酵相比,糖转化率由原来的34.9%提高到45.5%,生产强度由原来的0.70 g/(L·h)提高到1.09 g/(L·h),并且副产物乙偶姻、残糖浓度相对较低。

Paenibacillus polymyxa JSa-9发酵培养基优化及其在黄瓜枯萎病中的应用研究

[目的]本文旨在提高菌株Paenibacillus polymyxa JSa-9的芽孢产量并研究其芽孢液对黄瓜枯萎病的生物防治作用。[方法]采用单因素试验方法筛选最适于P.polymyxa JSa-9产芽孢的碳源、氮源和无机盐,在此基础上采用Taguchi试验方法优化各组分的最佳配比;通过田间试验研究P.polymyxa JSa-9芽孢液与其他药剂对黄瓜枯萎病的相对防效及对黄瓜幼苗生长的作用。[结果]P.polymyxa JSa-9产芽孢各组分的最优配比为麦芽浸粉15 g·L^(-1)、玉米浆15 g·L^(-1)、Ca CO_35 g·L^(-1)、Mg Cl_2·6H_2O 0.5 g·L^(-1),此条件下预测得到的芽孢产量可达到7.44×10~9CFU·m L^(-1),此时培养基的信噪比为60.13;田间试验中P.polymyxa JSa-9芽孢液相对防效达69.02%,优于发酵上清液,经芽孢液处理的幼苗植株高度为7.61 cm,单株叶片数为4.79,能显著促进黄瓜幼苗生长(P<0.05)。[结论]采用单因素试验与Taguchi试验相结合的方法优化培养基,效果显著,得到的P.polymyxa JSa-9芽孢液对黄瓜枯萎病有良好的防治效果,且具有一定促生长作用。

生防细菌HK11-9对黄瓜棒孢叶斑病的防病能力及其鉴定

为探讨黄瓜棒孢叶斑病生防细菌HK11-9的防病能力,通过皿内试验测定HK11-9对黄瓜棒孢叶斑病菌多主棒孢霉的抑菌活性、通过离体和活体接种试验评价其对黄瓜棒孢叶斑病的防治效果,进行盆栽试验分析HK11-9在黄瓜叶部的定殖能力及其对黄瓜叶部防御酶活性的影响,同时,测定HK11-9的生物学功能并对其进行鉴定。结果显示,HK11-9显著抑制多主棒孢霉的菌丝生长和孢子萌发;在离体接种和活体接种条件下,HK11-9均对黄瓜棒孢叶斑病具有明显的防治效果,其防治效果分别达到62.80%和67.73%;同时,HK11-9在黄瓜叶部具有稳定的定殖能力,在黄瓜叶部能保持10^(4) CFU/g的定殖密度,能够显著提高黄瓜叶部PAL、POD和PPO活性。HK11-9菌株具有分解蛋白、分解纤维素、分解淀粉和产嗜铁素作用,对多种植物病原真菌具有抑菌活性;并根据形态特征、生理生化特性和16S rRNA序列同源性分析,将HK11-9菌株鉴定为多黏类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)。综上所述,生防细菌HK11-9防治黄瓜棒孢叶斑病具有极大的潜力。

海洋多粘类芽孢杆菌L_1-9菌株发酵液抗菌谱及稳定性测定

采用琼脂扩散法测定海洋多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)L1-9菌株发酵液的抗菌谱及抗菌作用的稳定性。结果表明:L1-9菌株发酵液对17种供试植物病原真菌均具有较强的的抑制作用,对5种病原真菌的抑菌带宽度达到15 mm以上;对供试5种病原细菌也具有明显的抑制作用;该菌株发酵液的抑菌作用具有较好的热稳定性和蛋白酶稳定性,在弱酸条件下抗菌作用较好,但对紫外线敏感。L1-9菌株的代谢产物具有广谱抗菌活性和较好的稳定性。

海洋多黏类芽孢杆菌L_1-9菌株抗菌蛋白的分离纯化及其抗菌作用

通过硫酸铵分级沉淀、DEAE Sepharose Fast Flow柱层析、Sephadex G-200柱层析,以小麦蠕孢病菌和金黄色葡萄球菌为指示菌采用抑菌活性追踪和SDS-PAGE跟踪检测,从分离自连云港海域、对多种病原真菌具有抑菌作用的多黏类芽孢杆菌L1-9菌株发酵液中分离纯化得到一种对金黄色葡萄球菌和小麦蠕孢病菌的菌丝生长及孢子萌发具有抑制作用的抗菌蛋白,分子质量约31kD。

多粘类芽孢杆菌L_1-9菌株对番茄早疫病的抑菌防病作用

L1-9菌株是从连云港海域海泥中分离获得的1株多粘类芽孢杆菌。采用平板对峙法和打孔法测定L1-9菌株及其发酵液和无菌发酵液对番茄早疫病菌的抑制作用,结果表明:L1-9菌株和无菌发酵液对番茄早疫病菌菌丝生长有明显的抑制作用,培养4d的抑菌带宽度分别达到17.6mm和15.8mm,L1-9菌株的发酵液和无菌发酵液能明显降低早疫病菌的孢子萌发率并抑制芽管的伸长,发酵液的抑制作用高于无菌发酵液。采用离体叶片法和盆栽法测定该菌株的室内防病效果,结果表明:L1-9菌株的发酵液和无菌发酵液对番茄早疫病具有较好的防治效果,发酵液的防病效果高于无菌发酵液,其离体叶片法的保护效果和治疗效果分别达到79.28%和67.20%。

多黏类芽孢杆菌JSa-9电转化方法的优化

为建立多黏类芽孢杆菌JSa-9菌株的高效电击转化体系,本实验研究菌体培养时间、电场强度、电击缓冲液、质粒用量以及电击后复苏培养时间等因素对JSa-9菌株电转化效率的影响。结果表明:Paenibacillus polymyxa JSa-9培养至OD595 nm为0.3时,电转化效率最高,为0.12×103 CFU/μg DNA;用0.5 mol/L甘露醇、0.5 mol/L山梨醇以及10%甘油的电击缓冲液洗涤细胞,在电场强度17.5 kV/cm、电阻200Ω,电容25μF的电击条件下,加入1.0μg/100·mL质粒DNA,复苏培养时间18 h,电转化效率达到约为0.36×103 CFU/μg DNA;制备P.polymyxa JSa-9原生质体,在电场强度5.0 kV/cm的电击条件下,加入0.8μg/100·mL质粒DNA,电转化效率较感受态电转提高到约1.0×103 CFU/μg DNA。

利用絮凝及双水相萃取分离纯化发酵液中的R，R-2，3-丁二醇

针对Paenibacillus polymyxa ZJ-9一步法发酵菊芋菊粉粗提液制备R,R-2,3-丁二醇的发酵液特点,利用壳聚糖对该发酵液进行絮凝研究。结果表明,壳聚糖分子量、壳聚糖用量、助凝剂海藻酸钠用量、pH和搅拌时间分别为:43.5 kDa、0.75 g/L、0.125 g/L、5.0和15 min时,絮凝效果最佳,在此工艺条件下,发酵液中菌体和蛋白质的絮凝率分别高达89.46%和78.93%,而R,R-2,3-丁二醇保留率约为98.54%。利用双水相萃取技术对絮凝后的发酵液中R,R-2,3-丁二醇进行了分离,结果表明,异丙醇/硫酸铵双水相体系萃取效果最好,当异丙醇和硫酸铵的用量分别约为33%和30%(w/w)时,R,R-2,3-丁二醇在上相的分配系数和萃取率最高,分别约为7.96和89.40%,且异丙醇/硫酸铵双水相体系能够有效萃取分离絮凝后的发酵液中不同含量的R,R-2,3-丁二醇。絮凝和双水相萃取技术分离发酵液中R,R-2,3-丁二醇具有针对性强、效率高、成本低等优点,适用于工业化生产。

利用菊芋菊粉制备R,R-2,3-丁二醇发酵工艺条件的优化

为了提高Paenibacillus polymyxa ZJ-9发酵菊芋菊粉制备R,R-2,3-丁二醇的产量、减少生产成本,考察了发酵温度、pH、接种量和溶氧(搅拌转速)对菌体生长繁殖、菊粉的利用率和R,R-2,3-丁二醇合成的影响。实验结果表明,Paenibacillus polymyxa ZJ-9发酵的最适温度、pH和接种量分别为30℃、6.0和8%。通过对不同搅拌转速条件下的菌体比生长速率μ_x和产物比合成速率μ_p分析,制定了一种两步溶氧控制策略发酵生产R,R-2,3-丁二醇:在发酵前24h,控制搅拌转速调控为240r/min有利于菌体生长,而24h后,控制发酵液搅拌转速调控为160r/min,能有效促进R,R-2,3-丁二醇合成,在上述条件下,R,R-2,3-丁二醇的产量高达27.83g/L,比恒定搅拌转速条件的最大值提高了10.15%。

海洋多粘类芽孢杆菌L_1-9菌株对黄瓜的促生作用和诱导抗性研究

以黄瓜种子为试材,采用盆栽法研究了L1-9菌株发酵液浸泡黄瓜种子后,对黄瓜幼苗的根长、须根数、黄瓜枯萎病发生的影响,并测定了黄瓜根组织的过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、超氧化物歧化酶(SOD)和多酚氧化酶(PPO)4种防御酶的酶活性变化。结果表明:L1-9菌株发酵液浸泡黄瓜种子,可促进黄瓜须根的增加和根伸长,对黄瓜枯萎病具有明显的防治效果;浸种处理后黄瓜幼苗根部PAL、POD、PPO、SOD 4种酶活性明显高于对照,4种酶活性高峰时期不同,表明L1-9菌株发酵液浸泡种子能够明显诱导黄瓜对枯萎病的抗性。