【摘要】：植物病害在全球范圍內(nèi)廣泛存在,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。目前主要的解決方法是通過化學(xué)農(nóng)藥對植物病害進(jìn)行防治,但由此導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染,因此針對植物病害開展生物防治的研究迫在眉睫。多粘類芽孢桿菌(Paenibacillus polymyxa)能形成孢子,抗逆性強(qiáng)的同時(shí)具有抑菌能力。本文在前期研究的基礎(chǔ)上,對多粘類芽孢桿菌X33的發(fā)酵條件、抑菌活性物質(zhì)的穩(wěn)定性和抑菌機(jī)理進(jìn)行探究,為后續(xù)進(jìn)一步研究和工業(yè)上的生產(chǎn)應(yīng)用提供理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。本文所涉及的實(shí)驗(yàn)方法及主要研究成果如下:(1)為明確多粘類芽孢桿菌X33抗菌蛋白的抑菌譜,通過菌絲生長速率法來衡量其抑菌效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,此菌株及其抗菌蛋白對紋枯病菌、小麥赤霉病菌、番茄灰霉病菌、尖孢鐮刀病菌、大豆根腐尖孢鐮刀病菌、大豆菌核病菌、細(xì)鏈格孢、馬鈴薯早疫病菌等8種常見病原真菌均具有抑菌活性。(2)為了提高X33菌株產(chǎn)抗菌蛋白的能力,通過單因素實(shí)驗(yàn)和正交試驗(yàn)對其發(fā)酵培養(yǎng)基組分和發(fā)酵條件開展探究。結(jié)果表明,最優(yōu)發(fā)酵配方(g/L)為:甘露醇7 g,NH_4Cl 9 g,NaCl 1 g,牛肉膏5 g,酵母粉5 g。最優(yōu)發(fā)酵條件為:接種量6%,初始pH值為8,裝液量100 mL/250 mL,溫度31℃,培養(yǎng)時(shí)間72 h。在最佳培養(yǎng)條件下,X33菌株對尖孢鐮刀菌抑菌率可達(dá)50.44%,抑菌效果提升了119.3%。(3)為明確X33菌株抗菌蛋白在不同條件下的穩(wěn)定性,探究不同的溫度、酸堿度、紫外照射時(shí)長、金屬離子和蛋白酶等條件下,其抑菌活性的變化情況。結(jié)果表明,此抑菌物質(zhì)對熱穩(wěn)定,121℃處理30 min后仍有對照組78%的活性;對酸堿耐受性強(qiáng),pH值在5-7之間,抑菌效果最好;對紫外線有較好的耐受性,處理4 h后,仍具有對照組84%的活性;Mg~(2+)、Ca~(2+)、Cu~(2+)等對抑菌活性有著不同程度的提高,Li~+和Zn~(2+)可以使抑菌活性稍微降低;對蛋白酶K和胰蛋白酶不敏感。(4)對多粘類芽孢桿菌X33的抑菌機(jī)理進(jìn)行了初步探究。研究抑菌蛋白對病原真菌孢子萌發(fā)、菌絲生長的影響;對大豆種子萌發(fā)的的影響;對尖孢鐮刀菌離體防治效果;并使用不同的培養(yǎng)基檢測X33菌株利用特定底物的能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,多粘類芽孢桿菌X33菌株抗菌蛋白可以通過對孢子萌發(fā)、菌絲生長產(chǎn)生抑制作用從而起到防治效果;可以促進(jìn)大豆種子萌發(fā)以提高系統(tǒng)抗性;可以產(chǎn)生β-1,3-葡聚糖酶以降解真菌細(xì)胞壁。離體葉片實(shí)驗(yàn)也呈現(xiàn)出對病原真菌顯著的抑制效果。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S432.1;S476
【圖文】：

hnson[29]等發(fā)現(xiàn)枯草芽孢桿菌可分泌拮抗成分以桿菌菌株共獲取了超過 70 種抗生素。這些拮括一些蛋白類物質(zhì)。我們可以借助合成生物學(xué)行優(yōu)化，也可研制合成混合型抗生素以獲得更[30]。素rfactin)、伊枯草菌素(inturins)和豐原素(feng桿菌分泌的。物活性物質(zhì)被大面積使用，結(jié)構(gòu)上呈現(xiàn)為環(huán)狀factin 家族包括 B.subtilis 產(chǎn)生的 Surfactin，Pu，Esperins(埃斯波素)和 B.lichenifomis 產(chǎn)生的們的共同特征是在結(jié)構(gòu)上具有 LLDLLDL 的手構(gòu)象，如圖 1-1 所示。此外，Surfactin 還具有所以，Surfactin 在制藥工程、生物防治等領(lǐng)域

圖 1-2 伊枯草菌素結(jié)構(gòu)式素屬于非核糖體肽類抗生素，由多粘類芽孢桿現(xiàn)，如線狀、環(huán)狀或線環(huán)狀等等。多肽類抗性多肽類抗生素包括edeine(伊短菌素)和gramcidin S 和 tyrocidine(短桿菌酪肽)；線環(huán)狀菌素)、colistin(黏菌素)和 bacitracins(桿菌素)im[32]利用多粘類芽孢桿菌純化獲得了一種對細(xì)粘菌素。這是一種通過不同氨基酸和脂肪酸連、D、E 等五大類別。它的拮抗模式是，通過附細(xì)胞膜的滲透性情況發(fā)生變化，導(dǎo)致胞內(nèi)重粘菌素的結(jié)構(gòu)式如圖 1-3 所示，R 為脂肪酸鏈Z 分別代表不同的氨基酸。

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