侧胞芽孢杆菌发酵条件的优化文献综述
2020-03-13 09:47:39
文 献 综 述
近年来随着化学农药在农业中的普及应用,环境的安全和人类自身的健康日益受到威胁。相对化学农药而言,生物农药来源于自然环境,具有选择性强、对非靶标生物安全、不易产生抗性、环境相容性高等优点,成为当今农药开发的热点,受到世界各国的重视。近几年来国内外有关植物病害生物防治的文献资料急剧增多,生物防治的生产实践也在不断地扩大。我国在微生物源生物农药的研发上也取得了一批重大成果,如苏云金杆菌(Bt)杀虫剂、农用抗生素、棉铃虫 NPV、杀虫真菌剂等,其中部分产品已达到甚至超过国外同类研究水平。但是农业有害生物具有种类多、为害重、变异性强、易产生抗药性和耐药性等特点,有限的生物农药不能满足农业生产的需要,必须不断的挖掘生防资源、开发新型生物农药,才能保证农业可持续发展的需要。
侧孢芽孢杆菌(Bacillus laterosporus)是一种多功能微生物。在自然界分布广泛,迄今已有近百年的研究历史[1]。该菌具有抗虫、杀菌等功效,本实验室自河北省土壤中分离到一株侧孢芽孢杆菌,本论文拟对菌种进行发酵条件的优化,为进一步的生产应用奠定基础。
1. 侧孢芽孢杆菌生物学与生理生化特性
侧孢芽孢杆菌[1-3]最早由White等于1912年从感染欧洲幼虫腐臭病的蜜蜂幼虫体内分离得到,迄今已有近百年的研究历史。该菌属于芽孢杆菌属,在自然界分布广泛,其细胞大小为 0.5~0.8#215;2.5~5.0μm,为兼性厌氧菌,生长温度范围在 15-45℃,适宜 pH 值范围 6-9。其显著特点是有独木舟状侧孢,侧孢与芽孢紧密相联,芽孢为椭圆形,当孢囊溶解后侧孢依然牢固和芽孢结合在一起。该菌的某些菌株可以产生伴孢晶体,当孢囊消解时便会释放[4,5]。
侧孢芽孢杆菌具有运动性,可水解甘露醇产酸,能够耐受 7%的氯化钠和 0.001%的溶菌酶,在 pH5- 7 的培养基和无氮培养基上均能生长,可产生色氨酸酶、脲酶和过氧化氢酶,能利用葡萄糖、蔗糖、甘露醇,不能利用木糖、阿拉伯糖、乳糖;此外,它还能够产生硫化氢、液化明胶、水解淀粉和纤维素、还原硝酸盐[6]。
2. 侧孢芽孢杆菌的生物活性
侧孢芽孢杆菌具有多种生物学活性,如杀虫活性,抗菌活性,抗肿瘤活性等。早期的研究主要集中在其杀虫活性的研究上,国外研究的比较多,已有成品的生物杀虫剂上市。近两年来,有关其抗菌活性的研究越来越受到人们的关注。此外,侧孢芽孢杆菌还能够产生很多其它的活性物质,如戊二酰基 7-ACA 酰基转移酶,氨基肽酶抑制剂,赖氨酸,凝血酶抑制剂等。
2.1 杀虫功能
侧孢芽孢杆菌对鳞翅目、鞘翅目昆虫、蝶类幼虫,线虫、甲虫及某些软体动物表现出良好的杀虫效果。侧孢芽孢杆菌对鳞翅类昆虫有一定毒性[7]。其杀虫毒性与芽孢和晶状包涵体有关。不产生晶状包涵体的菌株的抗虫活性通常只有苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)的百分之一,甚至没有杀虫活性。纯化的侧孢芽孢杆菌晶状包涵体对埃及伊蚊(Aedes aegypti)、白纹伊蚊(Aedes albopictus)和斯氏按蚊(Anopheles stephensi),中华按蚊(Anopheles sinensis)、斑须按蚊(Anopheles stephensi)及三带喙库蚊(Culex tritaeniorhynchus)、尖音库蚊(Culexpipiens)的毒性极高[8]。