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    植物根結(jié)線蟲病是一類全球性病害，每年因根結(jié)線蟲導(dǎo)致的經(jīng)濟損失達到1700億美元。芽孢桿菌是根結(jié)線蟲病最普遍和最多樣化的生物資源之一，它能夠產(chǎn)生許多具有殺線蟲活性的次生代謝物，直接殺滅線蟲。

    近期，蓬勃生物研發(fā)中心在微生物殺線領(lǐng)域又有新的斬獲！

    研發(fā)中心和山東農(nóng)業(yè)大學劉峰教授團隊對一株具有強殺線活性的芽孢桿菌及其代謝產(chǎn)物進行了研究，并在核心期刊發(fā)表了題為《具有殺線蟲活性的郭霍氏芽孢桿菌發(fā)酵條件優(yōu)化及穩(wěn)定性評價》的文章。

    這株具有強殺線蟲活性的芽孢桿菌——郭霍氏芽孢桿菌（B. kochii） DDWB 菌株，分離自山東省泰安市岱岳區(qū) 大汶口鎮(zhèn)東大吳村（117°8′21?E，35°59′7?N）常年發(fā)生根結(jié)線蟲病的土壤中。

    蓬勃生物和劉峰教授團隊的聯(lián)合研究優(yōu)化了DDWB菌株的發(fā)酵條件，并對發(fā)酵液中活性物質(zhì)的穩(wěn)定性進行了多因素評價，使得菌株可以快速擴繁并長期穩(wěn)定保持對根結(jié)線蟲的抑制活性。

    論文要點如下，文末附全文鏈接地址！

    1、DDWB菌株對根結(jié)線蟲的致死作用

    DDWB菌株發(fā)酵液上清處理線蟲12 h，顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)根結(jié)線蟲二齡幼蟲呈僵直狀態(tài)，挑針觸動蟲體不動（圖1）。說明DDWB菌株發(fā)酵液上清對根結(jié)線蟲二齡幼蟲具有致死作用。

    2、培養(yǎng)基成分優(yōu)化

    通過單因素法進行篩選，當添加蔗糖作為培養(yǎng)基的碳源時，DDWB菌株發(fā)酵液上清對根結(jié)線蟲抑制活性最高，線蟲的校正死亡率為89.53%（圖2A）；添加酵母提取物作為氮源時，DDWB菌株發(fā)酵液上清對根結(jié)線蟲抑制活性最高，線蟲的校正死亡率為85.16% （圖2B）；添加氯化鉀作為無機鹽時，DDWB菌株發(fā)酵液上清對根結(jié)線蟲抑制活性最高，線蟲的校正死亡率為86.51% （圖2C）。

    利用單因素法進行蔗糖添加量的優(yōu)化，蔗糖為2.0%時，DDWB菌株發(fā)酵液上清對根結(jié)線蟲抑制活性最高，線蟲的校正死亡率為90.34%；對酵母提取物添加量的優(yōu)化結(jié)果如圖3B所示，酵母提取物為1.0%時，發(fā)酵液上清對根結(jié)線蟲抑制活性最高，校正死亡率為83.09%；優(yōu)化得到的無機鹽KCl添加量為4.0%時，DDWB菌株發(fā)酵液上清對根結(jié)線蟲抑制活性最高，線蟲的校正死亡率為93.23% （圖3C）。

    3、發(fā)酵培養(yǎng)基的最佳組合

    運用SPSS數(shù)據(jù)處理軟件，以蔗糖、酵母提取物、KCl為試驗因素，設(shè)計L9（34）的正交試驗，極差分析結(jié)果表明，3個因素對發(fā)酵液抑制線蟲活性的影響為酵母提取物>蔗糖>氯化鉀；說明酵母提取物對發(fā)酵液中活性物質(zhì)的產(chǎn)生影響較大，氮源對于DDWB菌株發(fā)酵有較大影響。根據(jù)各個處理組的結(jié)果可知，DDWB菌株發(fā)酵培養(yǎng)基的最佳組合為酵母提取物1.0%、蔗糖2.0%、氯化鉀2.0%。

    4、發(fā)酵參數(shù)優(yōu)化

    進行發(fā)酵參數(shù)優(yōu)化，細化DDWB菌株的發(fā)酵條件，試驗發(fā)現(xiàn)，pH值8.0、裝液量150 mL/250 mL、發(fā)酵時間48h、接種量8%、轉(zhuǎn)速160 r/min、發(fā)酵溫度31 ℃時DDWB菌株的發(fā)酵狀況最優(yōu)。

    5、發(fā)酵液穩(wěn)定性測定

    DDWB菌株發(fā)酵液不耐酸堿，對高溫和低溫均不敏感，短時間的紫外光照射對其活性物質(zhì)穩(wěn)定性的影響不大，但是長時間照射后活性物質(zhì)開始分解，因此實際應(yīng)用中應(yīng)盡量避光保存。DDWB菌株遺傳穩(wěn)定，轉(zhuǎn)接多代后殺線蟲活性并未降低，因此具有深入開發(fā)潛力。其在4 ℃可以儲存較長時間，因此實際生產(chǎn)應(yīng)用中為保持其殺線蟲活性，應(yīng)低溫保存。

    綜上所述，通過對DDWB菌株培養(yǎng)基和發(fā)酵條件的優(yōu)化，提高了菌株生產(chǎn)效率同時提升了菌株的發(fā)酵潛力，為菌株產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供了重要價值。對發(fā)酵液穩(wěn)定性的測定可以對活性物質(zhì)的性質(zhì)做出簡單的分析，為實際應(yīng)用生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)支持。