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一种死谷芽孢杆菌SZ-4产胞外抑菌蛋白用发酵培养液及其发酵方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2024-01-16 09:59:56

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 涂媛 | 2024-01-16 09:59:56

本发明公开一种死谷芽孢杆菌SZ‑4产胞外抑菌蛋白用发酵培养液及其发酵方法。发酵培养液中每含1000mL去离子水时,含有葡萄糖7‑15g,菜籽粉15‑25g,NaCl 1.5‑4.5g,MnSO4·7H2O 1.0‑3.0mg,MgSO4·H2O 2.5‑7.5mg,Ca(HCO3)2 1.0‑3.0mg,KH2PO4 2.5‑7.5mg;发酵培养液的pH为5.5‑7。本发明优化了死谷芽孢杆菌SZ‑4产蛋白类抑菌物质的发酵培养条件组合,为其工业化生产和获得高产蛋白类抑菌物质提供技术支撑和理论指导。由死谷芽孢杆菌SZ‑4发酵制得的GR4YF微生物制剂对人参根腐病具有良好的防治效果。

死谷芽孢杆菌Bacillus vallismortis SZ‑4是发明人课题组前期分离获得的一株对根腐病等真菌性病害具有良好防治效果的生防细菌。该菌株现保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心(保藏编号为CGMCC No.8273),并拥有名称为“一种死谷芽孢杆菌及其应用”、授权公告号为CN103952329B的发明专利。为了进一步提高死谷芽孢杆菌SZ‑4微生物制剂中抑菌蛋白的含量,亟需对死谷芽孢杆菌SZ‑4产抑菌蛋白的发酵方法进行优化。

人参(Panax ginseng Meyer)为五加科人参属多年生宿根药用植物,在中国、韩国、俄罗斯、朝鲜等国家有大面积种植。中国东北地区是中国人参的主产区,在长白山麓地区有大面积种植。由于地理位置特殊,由腐皮镰孢菌Fusarium solani(mart.)# Wollenw引起的人参根腐病发病较为严重。目前,防治人参根腐病仍以化学防治为主,通过施用多菌灵、恶霉灵等控制病情蔓延,但长期大面积使用化学农药会造成病害抗药性、土壤农残、土壤微生态失衡等一些问题。生物防治办法可减少或抑制人参病害的发生,且具有绿色安全、高效等特点,因此,是目前最为理想的防治途径之一,也是植物病害防治的主要研究方向。研究发现,成团泛菌Pantoea agglomerans TY15对人参成株期锈腐病具有较好的防治效果;分离自人参的内生细菌Psn52、Psn61、Psn214均可有效抑制引起人参菌核病的人参核盘菌Sclerotinia ginseng Wang et Chen菌丝体的生长。

关于利用生防细菌防治植物真菌性病害,如何有效地提高其产胞外抗菌物质的能力是提高其生防效力的关键。有研究者证实,芽孢杆菌通过核糖体及非核糖体合成途径产生的抑菌蛋白具有直接杀死或抑制病原物生长、与病原菌进行营养和空间的竞争及诱导植物产生抗病性的作用。目前,芽胞杆菌发酵的常用培养基主要成分有黄豆饼粉、小麦粉、玉米糊、鱼粉和酵母膏(粉)以及一些微量元素等。针对不同的菌株,培养基组分的不同可对发酵液菌含量及抑菌物质合成积累产生较大影响。通过优化解淀粉芽胞杆菌Lx‑11的发酵培养基,张荣胜等(解淀粉芽胞杆菌Lx‑11生物发酵工艺优化,2013,29(2):254‑262)发现菌株发酵液的菌含量、抑菌效果分别提高了180%和30%;研究发现,发酵培养基中豆粕含量的高低对枯草芽孢杆菌NJ‑18的菌含量和抑菌活性存在较大的影响;张文芝等(蜡质芽孢杆菌AR156发酵培养基及发酵条件的优化,2010,37(6):803‑810)研究发现,碳、氮源以及无机盐含量的变化对提高蜡质芽孢杆菌Bacillus cereus产胞外抗菌物质的能力有利。

此技术是吉林农业大学孙卓研发,吉林农业大学注册地位于吉林省长春市新城大街2888号。经营范围包括培养高等学历农业人才,促进农业发展。生物技术、生物工程、环境科学、财务管理、工商管理、市场营销、园林、环境工程、信息与计算科学、社会学、行政管理、食品科学、果树学、中药学等学科本科学历教育农业昆虫与害虫防治、土壤学、植物病理学、蔬菜学、植物营养学、临床兽医学、生物物理学等学科硕士学历教育作物栽培与耕作学、作物遗传育种学、预防兽医学、土壤学、农业经济管理学科博士研究生学历教育博士后培养

与现有技术相比,本发明的有益效果:

本发明的发酵培养基用于保藏号为CGMCC No.8273的死谷芽孢杆菌SZ‑4菌株可有效提高抑菌蛋白物质的含量,并且进一步筛选获得死谷芽孢杆菌SZ‑4的最佳摇瓶发酵条件组合。本发明解决了现有死谷芽孢杆菌SZ‑4微生物制剂中抑菌蛋白含量偏低的问题,得到了优化的死谷芽孢杆菌SZ‑4高产胞外抑菌蛋白的发酵工艺,并验证该条件所得SZ‑4菌株发酵液对根腐病的防治效果。与优化前的摇瓶发酵条件组合相比,采用高产胞外抑菌蛋白摇瓶发酵工艺提高了死谷芽孢杆菌SZ‑4所产抑菌蛋白对腐皮镰孢菌***(mart.)# Wollenw的抑菌效率,增长量为10.12%;同时,SZ‑4菌株发酵液的含菌量提高了229.84%,发酵液的蛋白含量提高了10.89%。本发明为死谷芽孢杆菌的菌株工业化生产及获得高产蛋白类抑菌物质提供了技术支撑。

本发明的优点在于,由保藏号为CGMCC No.8273的死谷芽孢杆菌SZ‑4发酵制得的GR4YF微生物制剂可对由腐皮镰孢菌***(mart.)# Wollenw引起的人参根腐病具有良好的防治效果,无毒无致病性,对人畜安全,不污染环境;生防菌剂稀释后,利用灌根方式直接施加于植物土壤中即可发挥其杀菌作用,可显著改善植物栽培土壤微生态环境,提高植物栽培土壤质量,从而有效地、持久地控制真菌性病害的流行。

技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地保定,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接此项目。。