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Optimization and fermentation conditions of antagonistic strain xj063-1 and its effect on jujube black spot

拮抗菌株xj063-1发酵条件的优化及室内防效测定



全 文 :植物保护学报 Journal of Plant Protectionꎬ 2015ꎬ 42(5): 820 - 826 DOI: 10􀆰 13802 / j. cnki. zwbhxb. 2015􀆰 05􀆰 018
基金项目: “十二五”国家科技支撑计划(2012BAD19B08)ꎬ新疆维吾尔自治区大学生创新项目(jqztp72013164)
∗通讯作者(Author for correspondence)ꎬ E ̄mail: xjaumr@ sina. com
收稿日期: 2015 - 01 - 16
拮抗菌株 xj063 ̄1 发酵条件的优化及室内防效测定
刘晓琳1   马  荣1ꎬ2∗  梁英梅3   韩文静1   陈  梦4   王雪剑1
(1.新疆农业大学林学与园艺学院ꎬ 乌鲁木齐 830052ꎻ 2.北京林业大学ꎬ 省部共建森林培育与
保护教育部重点实验室ꎬ 北京 100083ꎻ 3.北京林业大学标本馆ꎬ 北京 100083ꎻ
4.新疆维吾尔自治区林业有害生物防治检疫局ꎬ 乌鲁木齐 830000)
摘要: 为探讨菌株 xj063 ̄1 的最优发酵条件ꎬ以菌体生物量和对病原菌的抑制率为指标ꎬ采用单因
素方法对菌株的发酵条件进行优化ꎬ并将优化的发酵液在离体枣果上进行防效测定ꎮ 结果表明ꎬ当
装液量为 50 mL时ꎬ拮抗菌株生物量 OD600为 1􀆰 987ꎬ对病原菌的抑制率为 67􀆰 1% ꎻ接种量为装液量
体积的 4%时ꎬ生物量 OD600为 1􀆰 573ꎬ对病原菌的抑制率为 59􀆰 7% ꎻ初始 pH 7􀆰 0 时ꎬ其 OD600为
1􀆰 905ꎬ对病原菌的抑制率为 65􀆰 6% ꎻ温度在 30℃、转速 180 r / min时ꎬOD600分别为 1􀆰 969 和 1􀆰 982ꎬ
对病原菌的抑制率分别为 62􀆰 2%和 61􀆰 2% ꎮ 拮抗菌株优化后的发酵液通过预防法处理后的枣果
的病斑面积为 4 mm2ꎬ对照发病面积为 121 mm2ꎬ抑制率为 96􀆰 7% ꎻ通过治疗法处理后的枣果的病
斑面积为 12􀆰 25 mm2ꎬ抑制率为 89􀆰 9% ꎬ表明菌株 xj063 ̄1 具有较好的生防潜力ꎮ
关键词: 枣果黑斑病ꎻ 枯草芽胞杆菌ꎻ 发酵条件优化ꎻ 防效
Optimization and fermentation conditions of antagonistic strain xj063 ̄1
and its effect on jujube black spot
Liu Xiaolin1   Ma Rong1ꎬ2∗   Liang Yingmei3   Han Wenjing1   Chen Meng4   Wang Xuejian1
(1. College of Forestry and Horticultureꎬ Xinjiang Agricultural Universityꎬ Urumqi 830052ꎬ Xinjiang Uygur
Autonomous Regionꎬ Chinaꎻ 2. Key Laboratory for Silviculture and Conservation of Ministry of Educationꎬ
Beijing Forestry Universityꎬ Beijing 100083ꎬ Chinaꎻ 3. Museum of Beijing Forestry Universityꎬ
Beijing 100083ꎬ Chinaꎻ 4. Forest Pest Control and Quarantine Bureau of Xinjiangꎬ
Urumqi 830000ꎬ Xinjiang Uygur Autonomous Regionꎬ China)
Abstract: In order to investigate best conditions for fermentation liquid of antagonistic strain xj063 ̄1ꎬ the
single factor experiments were performed with bacterial biomass and the inhibition rate of pathogenic
bacteria as indicators. The results showed that the optimal fermentation conditions were composed of the
following factors: liquid volumeꎬ 50 mLꎻ inoculumꎬ 4% ( v / v )ꎻ initial pH 7􀆰 0ꎻ fermentation
temperatureꎬ 30℃ꎻ rotation speedꎬ 180 r / min. Bacterial biomass OD600 and the inhibition rate of
pathogenic bacteria were 1􀆰 987 / 67􀆰 1% ꎬ 1􀆰 573 / 59􀆰 7% ꎬ 1􀆰 905 / 65􀆰 6% ꎬ 1􀆰 969 / 62􀆰 2% and 1􀆰 982 /
61􀆰 2% ꎬ respectively. When optimized filtrate was treated on jujube fruitsꎬ the lesion diameters were 4
mm2 by preventionꎬ and 12􀆰 25 mm2 by therapyꎬ respectively. The control effects were 96􀆰 7% by
prevention and 89􀆰 9% by therapyꎬ respectively. These results indicated that the antagonistic strains may
provide a new biological control method in controlling Alternaria alternate.
Key words: Alternaria alternateꎻ Bacillus subtilisꎻ fermentation condition optimizationꎻ control effect
    枣果黑斑病(jujube black spot)是由链格孢属真
菌链格孢菌 Alternaria alternata 引起的ꎬ又名枣缩果
病、枣铁皮病、枣干腰病、枣萎蔫果病、枣雾蔫病和枣
褐腐病等ꎮ 枣果黑斑病在新疆主要危害枣果ꎬ病菌
在枣果白熟期通过伤口和自然孔口侵入枣果ꎬ发病
初期在枣果腰部或胴部出现黑色斑点ꎬ病斑面积不
断扩大ꎬ后期病变部位变黑变硬ꎬ内部果肉易分离ꎬ
病变组织呈现红褐色海绵状ꎬ味苦不堪食用ꎮ 该病
害于 2008 年 9 月在新疆阿克苏、和田地区的个别枣
园被首次发现ꎬ2010 年该病害大暴发ꎬ果农损失惨
重(刘晓琳等ꎬ2015)ꎮ 2011—2013 年ꎬ枣果黑斑病
在新疆阿克苏、和田和喀什地区持续大面积发生ꎬ已
成为影响新疆红枣产业健康发展的重要病害(陈小
飞等ꎬ2013)ꎮ 化学防治是枣果黑斑病的主要防治
方法(马荣等ꎬ2012ꎻ池振江等ꎬ2014)ꎬ虽见效快ꎬ但
易造成药剂残留和耐药性等问题ꎮ 利用拮抗微生物
或其次生代谢产物防治植物病害ꎬ不易使病原菌产
生耐药性ꎬ还对人畜安全无毒、不污染环境等(林雁
冰等ꎬ2010)ꎬ已成为当前的研究热点ꎬ并被广泛应
用到农业生产中(臧超群等ꎬ2014)ꎮ
芽胞杆菌属菌是生物防治中常用的拮抗菌ꎬ有
关其对链格孢菌引起的真菌病害的生物防治已取得
一定研究成果ꎮ 如王程亮等(2008)筛选得到的芽
胞杆菌菌株 TS ̄01 对苹果斑点落叶病的田间防效达
84􀆰 27% ꎻ孙卓等(2014)利用解淀粉酶芽胞杆菌 Ba ̄
cillus amyloliquefaciens ND ̄60 发酵液对人参黑斑病
菌 Alternaria panax Whetz的抑制率达 82􀆰 43% ꎬ盆栽
试验的防治效果为 80􀆰 21% (保护作用)和 72􀆰 22%
(治疗作用)ꎮ 枯草芽胞杆菌 Bacillus subtilis 的应用
较为广泛(王军等ꎬ2011)ꎬ杨晓蕾等(2014)筛选得
到的枯草芽胞杆菌菌株 JR ̄C对梨黑斑病菌 Alterna ̄
ria kikuchiana Tanaka防效较好ꎬ并通过胞外酶检测
发现拮抗菌株能够产生蛋白酶和纤维素酶ꎬ该菌株
的代谢产物粗提物可抑制菌丝的正常生长ꎬ经代谢
产物粗提物处理后ꎬ梨黑斑病菌菌丝愈发致密、短
粗ꎬ分枝明显减少ꎮ 但芽胞杆菌细菌的生长受到诸
多物理因素如温度、pH、氧气等影响(吴义飞和吴小
芹ꎬ2014)ꎮ 在其发酵过程中芽孢受营养和培养环
境影响较大ꎬ不同菌株的芽孢产生的条件也不同
(赵晓燕等ꎬ2014)ꎮ 由于新疆特殊的地理位置和气
候特点ꎬ使得微生物的生物学特性存在一定差异ꎬ为
更好地开发、利用从新疆枣果中筛选得到的对枣果
黑斑病菌有较好抑菌效果的枯草芽胞杆菌菌株
xj063 ̄1ꎬ本试验对该菌株的装液量、接种量、初始 pH
值、温度和转速等发酵条件进行优化ꎬ并将优化后的
菌株发酵液在室内开展对离体枣果黑斑病的防效测
定ꎬ以期为该生防菌制剂的研发及田间生物防治提
供理论依据ꎮ
1 材料与方法
1􀆰 1 材料
供试病原菌及菌株:枣果黑斑病病菌由新疆农
业大学林木保护实验室提供ꎮ 通过柯赫氏法则、形
态学特征并结合 ITS 和 RPB2 分子生物学方法确定
该致病菌为链格孢菌 A. alternate (刘晓琳等ꎬ
2015)ꎮ 拮抗菌株 xj063 ̄1 由新疆农业大学林木保
护实验室提供ꎬ菌株从分离枣果黑斑病病菌时分离
得到ꎬ通过平板对峙试验筛选ꎬ综合形态学、生理生
化特征及 16S rDNA 序列ꎬ确定为枯草芽胞杆菌 B.
subtilis(马荣等ꎬ2014)ꎮ 供试枣果采自阿克苏地区、
和田地区的 7 年生白熟期骏枣ꎮ
培养基:马铃薯葡萄糖琼脂培养基(potato dex ̄
trose agar mediumꎬPDA):马铃薯(去皮切块)200 g、
葡萄糖 20 g、琼脂粉 15 g、水1 000 mLꎬpH自然ꎬ1 ×
105Pa 灭菌 30 minꎻ营养琼脂培养基( nutrient agar
mediumꎬNA):牛肉膏 3 g、蛋白胨 10 g、蔗糖 10 g、琼
脂粉 17 g、水 1 000 mLꎬpH 7􀆰 0 ~ 7􀆰 2ꎬ1 × 105Pa灭菌
30 minꎻ营养肉汤培养基 ( nutrient broth mediumꎬ
NB):NA培养基去除琼脂之后的液体培养基ꎮ
仪器:UV ̄2802S紫外可见分光光度计ꎬ上海洪
富仪器仪表有限公司ꎻZHWY ̄100D 摇床ꎬ上海智城
仪器制造有限公司ꎻpHs ̄3C 酸度计ꎬ上海雷磁仪器
厂ꎻ无菌过滤器 0􀆰 22 μmꎬ德国赛多利斯集团ꎮ
1􀆰 2 方法
1􀆰 2􀆰 1 菌株种子液、发酵液及无菌滤液的制备
将保存在 4℃冰箱内的病原菌活化后置于 PDA
平板中央ꎬ黑暗条件 28℃恒温培养 7 d 后ꎬ用无菌水
冲洗制成 1 × 105 个 / mL 的孢子悬浮液ꎬ备用ꎮ 采用
划线法将菌株 xj063 ̄1 活化后置于 NA 培养基上ꎬ
30℃恒温培养 28 h后ꎬ挑取单菌落接种置于装有 50
mL NB培养基的三角瓶中ꎬ30℃、180 r / min 条件下
摇培 28 h 制成种子液ꎮ 在单因素变量的前提下ꎬ分
别以需要优化的不同条件接种于 NB 培养基中ꎬ摇
培 24 h制成发酵液ꎮ 将菌株 xj063 ̄1 发酵液用 0􀆰 22
μm微孔滤膜过滤即得无菌滤液ꎮ
1􀆰 2􀆰 2 菌株 xj063 ̄1 对病原菌的抑制率测定
将空白 PDA平板水平方向平均分成 4 等份ꎬ用
打孔器(直径为 5 mm)在空白 PDA平板中心距离左
1285 期 刘晓琳等: 拮抗菌株 xj063 ̄1 发酵条件的优化及室内防效测定
侧 1 / 2 处打孔后移去培养基块ꎬ注入 40 μL 菌株
xj063 ̄1 的无菌滤液ꎬ以无菌培养基为对照ꎻ在空白
PDA中央距离右侧 1 / 2 处放置培养 3 d的菌龄一致
的直径 5 mm 菌饼ꎬ每处理 3 次重复ꎬ28℃ 恒温培
养ꎬ待对照菌落生长直径达到 85 mm 时ꎬ计算生长
抑制率(Cheng et al. ꎬ2012)ꎮ 生长抑制率 = (对照
平板菌落直径 -带拮抗菌的菌落直径) /对照平板
菌落直径 × 100% ꎮ
1􀆰 2􀆰 3 菌株 xj063 ̄1 发酵条件的优化
装液量:在三角瓶中分别加入 10、30、50、70、
90、110、130 mL NB 培养基ꎬ将 1􀆰 2􀆰 1 培养的种子液
分别按照不同装液量的 4%作为接种量ꎬ在 pH 7、温
度 28℃、转速 180 r / min条件下培养 28 h 后制得发
酵液ꎬ将发酵液通过紫外分光光度计检测 600 nm 时
菌液的 OD600ꎬ以不接拮抗菌的 NB 培养基为对照ꎬ
OD600表示菌体的生物量(胡亮亮等ꎬ2011)ꎮ 根据
1􀆰 2􀆰 2 测定病原菌的抑制率ꎬ每处理 3 次重复ꎮ
接种量:通过装液量优化试验得出ꎬ最优 NB 培
养基的装液量为 50 mLꎬ分别量取占装液量体积
2% 、4% 、6% 、8% 、10%的种子液作为接种量ꎬ在 pH
7、温度 30℃、转速 180 r / min 条件下培养 28 h 后ꎬ测
定菌体的生物量和菌株 xj063 ̄1 对病原菌的抑制率ꎬ
每处理 3 次重复ꎮ
初始 pH:在三角瓶中装入 50 mL、pH分别为 5、
6、7、8、9 的 NB培养基ꎬ在种子液接种量为装液量的
4% 、温度 28℃、转速 180 r / min条件下培养 28 h后ꎬ
测定菌体的生物量和菌株 xj063 ̄1 对病原菌的抑制
率ꎬ每处理 3 次重复ꎮ
温度:在三角瓶中装入 50 mL、pH 7 的 NB 培养
基ꎬ种子液接种量为装液量体积的 4% ꎬ分别放置在
20、25、30、35、40℃的温度下ꎬ转速为 180 r / min 培养
28 h 后ꎬ测定菌体的生物量和菌株 xj063 ̄1 对病原
菌的抑制率ꎬ每处理 3 次重复ꎮ
转速:在三角瓶中装入 50 mL、pH 7􀆰 0 的 NB 培
养基ꎬ种子液接种量为装液量的 4% ꎬ分别放置于转
速为 120、140、160、180、200 r / min下ꎬ30℃培养 28 h
后ꎬ测定菌体的生物量和菌株 xj063 ̄1 对病原菌的抑
制率ꎬ每处理 3 次重复ꎮ
1􀆰 2􀆰 4 菌株 xj063 ̄1对枣果黑斑病菌室内防效的测定
在三角瓶中装入 50 mL、pH 7 的 NB 培养基ꎬ加
入装液量 4% 的菌株 xj063 ̄1 种子液ꎬ180 r / min、
30℃ 培养 28 h 后得到发酵液ꎬ备用 (涂起红ꎬ
2013)ꎮ 将采集的白熟期枣果消毒ꎬ晾干待用ꎮ
预防法:将枣果先浸泡于发酵液中ꎬ2 h 后取
出ꎮ 在枣果胴部用灭菌接种针扎成直径 5 mm 的
圆ꎬ然后用无菌脱脂棉沾取浓度为 1 × 105 个 / mL病
原菌孢子悬浮液接种于针孔处ꎬ最后用保鲜膜包裹
后置于无菌托盘内(托盘底层为含有无菌水的无菌
滤纸ꎬ上层用保鲜膜密封)ꎬ以只接种病原菌孢子悬
浮液为对照ꎬ每处理 20 个枣果ꎬ3 次重复ꎮ 室温培
养 48 h后去除枣果表面的保鲜膜ꎬ每天观察记录病
斑面积的变化ꎬ计算抑制率ꎮ 抑制率 = (对照病斑
面积 -处理病斑面积) /对照病斑面积 × 100% ꎮ
治疗法:先用灭菌接种针在枣果胴部扎成直径
5 mm 的圆ꎬ然后用无菌脱脂棉沾取病原菌孢子悬浮
液接种在针孔处ꎬ用保鲜膜包裹后置于无菌托盘内
(托盘底层为含有无菌水的无菌滤纸ꎬ上层用保鲜
膜密封)ꎬ以只接种病原菌孢子悬浮液作为对照ꎬ每
处理 20 个枣ꎬ3 次重复ꎬ室温培养 48 h 后去除枣果
表面的保鲜膜ꎬ用灭菌的脱脂棉沾取发酵液ꎬ固定在
枣果病原菌接种处ꎬ2 h 后取下ꎮ 每天观察记录病
斑面积的变化ꎬ计算抑制率(王卫雄等ꎬ2014)ꎮ
1􀆰 3 数据分析
采用 Excel 2003 和 DPS 7􀆰 05 软件进行数据统
计ꎬDuncan氏新复极差法进行差异显著性检验ꎮ
2 结果与分析
2􀆰 1 菌株 xj063 ̄1 发酵条件的优化
2􀆰 1􀆰 1 装液量及接种量对菌株的影响
装液量在 10 ~ 130 mL 之间时ꎬ菌体的生物量及
对病原菌的抑制率差异显著(图 1)ꎮ 当装液量为
50 mL 时ꎬ菌体的生物量达最大ꎬOD600为 1􀆰 987ꎬ抑
制率最高ꎬ为 67􀆰 1% ꎻ当装液量为 70、90 mL 时ꎬ
OD600逐渐下降为 1􀆰 952 和 1􀆰 875ꎬ且抑制率降至
62􀆰 5%和 57􀆰 6% ꎻ装液量为 10、30、110 和 130 mL
时ꎬOD600低于 1􀆰 66ꎬ抑制率低于 57% ꎮ 说明最适装
液量为 50 mLꎮ
在接种量为 2% ~ 10%最佳装液量的范围内ꎬ
菌体的生物量及对病原菌的抑制率差异显著(图
1)ꎮ 当接种量为 4% 时生物量达最大ꎬ OD600 为
1􀆰 573ꎬ抑制率最高ꎬ为 59􀆰 7% ꎻ当接种量为 2% 、
4% 、6% 、8% 、10%时ꎬ生物量与抑制率均呈下降趋
势ꎬ说明最适接种量为最佳装液量体积的 4% ꎮ
2􀆰 1􀆰 2 初始 pH及温度对菌株的影响
菌株 xj063 ̄1 对 pH 的适应范围较宽ꎬpH 为 6
时ꎬOD600为 1􀆰 868ꎬ对病原菌的抑制率为 62􀆰 9% ꎻpH
为 7 时ꎬ OD600达 1􀆰 905ꎬ抑制率最高ꎬ为 65􀆰 6% ꎻpH
为 5、8、9 时ꎬ生物量与抑制率均明显下降ꎬ说明菌株
228 植  物  保  护  学  报 42 卷
图 1 不同装液量及接种量对菌株 xj063 ̄1 发酵的影响
Fig. 1 Effects of different medium volumes and inoculum sizes on the fermentation of strain xj063 ̄1
图中数据为平均数 ±标准误ꎮ 不同字母表示经 Duncan氏新极复差法检验在 P < 0􀆰 05 水平差异显著ꎮ Date are mean ±
SE. Different letters in the figure indicate significant difference at P < 0􀆰 05 level by Duncan’s new multiple range test.
 
xj063 ̄1 的最适初始 pH为 7(图 2)ꎮ
菌株 xj063 ̄1 在 20 ~ 40℃范围内均可生长ꎬ对
病原菌的抑制率均在 50%以上ꎮ 其中在 30℃时菌
株 xj063 ̄1 的生物量达最大ꎬOD600为 1􀆰 969ꎬ抑制率
     
也最高ꎬ为 62􀆰 2% ꎻ菌株在 20、25、35 和 40℃时ꎬ其
OD600依次为 1􀆰 502、1􀆰 813、1􀆰 352 和 1􀆰 221ꎻ抑制率
依次为 49􀆰 8% 、 54􀆰 1% 、 55􀆰 3% 和 51􀆰 7% ꎮ 说明
30℃为菌株 xj063 ̄1 最适发酵温度(图 2)ꎮ
图 2 不同初始 pH及温度对菌株 xj063 ̄1 发酵的影响
Fig. 2 Effects of different initial pHꎬ fermentation temperatures on the fermentation of strain xj063 ̄1
图中数据为平均数 ±标准误ꎮ 不同字母表示经 Duncan氏新极复差法检验在 P < 0􀆰 05 水平差异显著ꎮ Date are mean ±
SE. Different letters in the figure indicate significant difference at P < 0􀆰 05 level by Duncan’s new multiple range test.
 
2􀆰 1􀆰 3 转速对菌株的影响
在转速 120 ~ 240 r / min 范围内ꎬ菌体的生物量
及对病原菌的抑制率差异显著ꎮ 当转速为 120、140
和 160 r / min 时ꎬ生物量呈上升趋势ꎬOD600依次为
1􀆰 744、 1􀆰 723 和 1􀆰 863ꎬ抑制率依次为 46􀆰 5% 、
54􀆰 2%和 51􀆰 2% ꎻ当转速为 180 r / min 时ꎬ生物量达
最大ꎬOD600值为 1􀆰 982ꎬ抑制率达最高为 61􀆰 2% (图
3)ꎻ当转速高达 200、220 和 240 r / min 时ꎬ生物量与
抑制率均明显下降ꎬ依次为 1􀆰 798 / 58􀆰 8% 、1􀆰 661 /
49􀆰 9%和 1􀆰 558 / 45􀆰 1% ꎮ 说明菌株 xj063 ̄1 发酵所
需的最适转速为 180 r / minꎮ
2􀆰 2 菌株 xj063 ̄1发酵液对枣果黑斑病菌的室内防效
拮抗菌株通过预防法和治疗法对枣果黑斑病的
防效均较好(表 1)ꎮ 对照枣果接种病菌后 2 d 开始
发病ꎬ病斑面积不断扩大ꎬ至接种 10 d 后病斑不再
图 3 不同转速对菌株 xj063 ̄1 发酵的影响
Fig. 3 Effects of different rotational speeds on the
fermentation of strain xj063 ̄1
图中数据为平均数 ± 标准误ꎮ 不同字母表示经
Duncan氏新极复差法检验在 P < 0􀆰 05 水平差异显著ꎮ
Date are mean ± SE. Different letters in the figure indicate
significant difference at P < 0􀆰 05 level by Duncan’ s new
multiple range test.  
3285 期 刘晓琳等: 拮抗菌株 xj063 ̄1 发酵条件的优化及室内防效测定
扩展ꎬ发病面积为 121 mm2ꎮ 菌株 xj063 ̄1 发酵液通
过预防法处理后的枣果的病斑面积为 4 mm2ꎬ抑制
率为 96􀆰 7% ꎻ通过治疗法处理后的枣果的病斑面积
为 12􀆰 25 mm2ꎬ抑制率为 89􀆰 9% ꎮ
表 1 菌株 xj063 ̄1 发酵液通过预防法和治疗法对枣果黑斑病的防效
Table 1 Control effects of fermentation liquid on jujube black spot by using prevention and therapy methods
方法 Method 病斑面积 Lesion area (mm2) 抑制率 Inhibition rate (% )
预防法 Prevention 4􀆰 00 ± 0􀆰 20 c 96􀆰 70 ± 1􀆰 02 a
治疗法 Therapy 12􀆰 25 ± 0􀆰 41 b 89􀆰 90 ± 1􀆰 03 b
对照 CK 121􀆰 00 ± 3􀆰 78 a -
    表中数据为平均数 ±标准误ꎮ 不同字母表示经 Duncan氏新极复差法检验在 P < 0􀆰 05 水平差异显著ꎮ Date are mean ± SE. Differ ̄
ent letters in the table indicate significant difference at P < 0􀆰 05 level by Duncan’s new multiple range test.
3 讨论
拮抗细菌的代谢产物能有效抑制植物病原真
菌ꎬ也是开发生物农药的重要基础ꎮ 本试验筛选
优化出了菌株 xj63 ̄1 的培养条件ꎮ 当装液量为 50
mL时ꎬ菌株的生物量及对病菌的抑制效果最好ꎬ
表明装液量的多少直接影响菌体生长过程中对氧
的获得能力ꎮ 装液量过多则菌体在生长过程中获
得的氧含量降低ꎬ装液量过少则无法满足菌体生
长所需的营养条件ꎮ 刘京兰等(2014)筛选出内生
解淀粉芽胞杆菌 CC09 最佳装液量为 50 mLꎬ少于
或多于该装液量ꎬ均会显著降低菌株合成 Iturin A
的产量ꎻ刘培福等(2012) 报道了辣椒根腐病菌拮
抗细菌 D221 的最佳装液量为 30 mLꎬ表明不同来
源的菌株生物活性存在一定差异ꎮ
接种量是指待接种的液体培养基与接入的培
养液的体积百分比ꎬ合适的接种量有利于菌体形
成群体优势而缩短延迟期ꎮ 接种量过小则可能使
延迟期延长ꎬ但接种量过大不但不能缩短延迟期ꎬ
反而会产出代谢废物不利于培养物的生长ꎮ 本研
究发现拮抗菌株 xj63 ̄1 的最适接种量为最佳装液
量体积的 4% ꎮ 鞠瑞成等(2014)研究发现对尖镰
孢菌具有较好拮抗效果的枯草芽胞杆菌的最优接
种量为 4% ꎬ与本研究一致ꎻ陈莉等(2014)筛选出
枯草芽胞杆菌 K ̄6 ̄9 最佳接种量为 2% ꎬ与本研究
存在一定差异ꎬ可能是由于菌株来源和防治对象
的不同导致同一类型菌株的发酵条件存在差异ꎮ
pH是影响微生物生长和产物合成中极为重要
的状态参数ꎮ 初始 pH 值的变化对于芽胞杆菌的生
产发酵过程影响较为显著ꎬpH会影响到微生物对培
养基中一些营养物质的吸收利用以及代谢物的渗
漏ꎬ还会影响到培养基中某些重要营养物质和中间
代谢产物的离解ꎬ从而影响微生物对这些物质的吸
收和利用ꎮ 本研究发现拮抗菌株 xj63 ̄1 的最适初始
pH为 7ꎮ 侯敏等(2014)筛选出的对番茄枯萎病菌
Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici Snyder et Han ̄
sen具有较好抑制效果的解淀粉芽胞杆菌菌株发酵
的最优 pH为 7􀆰 0ꎻ赵晓燕等(2014)等筛选的对烟草
青枯病原菌 Ralstonia solanacearum 具有较好拮抗效
果的解淀粉芽胞杆菌菌株 XLA03 的最优发酵 pH为
7ꎬ与本研究一致ꎮ
温度是影响微生物生长繁殖最重要的因素ꎮ
温度影响微生物膜的液晶结构、酶和蛋白质的合
成与活性(Karim et al. ꎬ1993)ꎮ 高温会使微生物
细胞内的蛋白质发生变性或凝固ꎬ同时还破坏了
微生物细胞内的酶活性ꎬ从而杀死微生物ꎻ而低温
又能抑制微生物的生长ꎮ 本研究筛选出拮抗菌株
xj63 ̄1 发酵最适的温度为 30℃ꎮ 而鞠瑞成等
(2014)研究的枯草芽胞杆菌的最优发酵温度为
32℃ꎬ与本试验结果一致ꎮ 温度过高或过低ꎬ芽胞
杆菌的营养体都难以形成ꎬ芽孢则更难以在营养
体内产生ꎬ直接影响拮抗物质的生成ꎬ因此最适温
度的确定对发酵产物的形成具有一定影响ꎮ
摇培转速对菌体溶解氧有很大的影响ꎬ摇培能
使菌体与氧气更好地充分接触ꎮ Karim et al.
(1993)研究了球形芽胞杆菌 Bacillus sphaerlcus芽孢
形成与溶解氧的关系ꎬ随着溶解氧浓度的升高ꎬ芽孢
形成量增加ꎬ但溶解氧浓度过高ꎬ反而使产孢量下
降ꎮ 本研究筛选出拮抗菌株 xj63 ̄1 的最佳转速为
180 r / minꎮ 钟冬梅 ( 2006 ) 与 Yousen & Wallis
(1984)研究发现通气量摇瓶转速 120 r / min 的最佳
条件下培养 3 dꎬ发酵液絮凝率可达 99􀆰 8% ꎻ而鞠瑞
成等(2014)筛选的枯草芽胞杆菌发酵的最优转速
也为 180 r / minꎮ
在装液量和培养时间上ꎬ本试验结果和曹琦
琦等(2013)关于枯草芽胞杆菌 NB12 菌株、高芬
等(2014)关于芽胞杆菌 B ̄07 菌株的研究结果均
存在差异ꎬ可能与菌株的来源和存在的寄主不同
428 植  物  保  护  学  报 42 卷
有关ꎻ与洪鹏等 (2013)研究的解淀粉芽胞杆菌
HF01 菌株结果差异较大ꎬ表明同一属的不同种菌
株的发酵条件差异较大ꎮ 单因素试验是优化发酵
培养基条件的常用方法ꎬ但在实际研究和生产中
尤其是考虑到经济因素时ꎬ还需要综合多种试验
设计方法ꎮ
芽胞杆菌在自然界中广泛存在ꎬ能产生多种抗
菌素和酶ꎬ具有广谱抗菌活性和极强的抗逆能力ꎬ广
泛应用于植物病害的生物防治中 ( Duffy et al. ꎬ
1997)ꎮ 本研究通过筛选出的最优发酵条件得到的
发酵液对离体枣果黑斑病的防效较好ꎬ首次通过预
防法对枣果黑斑病的防效为 96􀆰 7% ꎬ通过治疗法的
防效为 89􀆰 9% ꎬ2 种处理方法防效均较高ꎬ为该病害
的田间生物防治及后期生物农药的研发提供了理论
依据ꎮ
参 考 文 献 (References)
Cao QQꎬ Zhou DBꎬ Zheng Lꎬ Yang Mꎬ Zhou EX. 2013. Screeningꎬ
identification and cultivation conditions of microbes antagonistic
to rice sheath blight fungus Rhizoctonia solani. Chinese Journal
of Biological Controlꎬ 29(2): 270 - 276 ( in Chinese) [曹琦
琦ꎬ 周登博ꎬ 郑丽ꎬ 杨媚ꎬ 周而勋. 2013. 水稻纹枯病菌拮
抗菌的筛选、鉴定及培养条件探索. 中国生物防治学报ꎬ 29
(2): 270 - 276]
Chen Lꎬ Wang LPꎬ Zhao Yꎬ Chen Lꎬ Deng T. 2014. Optimization
of cultural conditions and amplification of Bacillus subtilis ̄K ̄6 ̄
9. Science and Technology of Food Industry. 35 (3): 172 -
176 (in Chinese) [陈莉ꎬ汪立平ꎬ赵勇ꎬ陈乐ꎬ邓添. 2014.
枯草芽孢杆菌 K ̄6 ̄9 发酵条件优化及放大. 食品工业科技ꎬ
35(3): 172 - 176]
Chen XFꎬ Xiong RCꎬ Xu SZꎬ Chen HBꎬ Xu SL. 2013. Current sit ̄
uation and prospect on jujube blackspot disease. Heilongjiang
Agricultural Sciencesꎬ (10): 141 - 144 ( in Chinese) [陈小
飞ꎬ 熊仁次ꎬ 徐崇志ꎬ 陈恢彪ꎬ 徐胜利. 2013. 红枣黑斑病
研究现状与展望. 黑龙江农业科学ꎬ (10): 141 - 144]
Cheng CHꎬ Yang CAꎬ Peng KC. 2012. Antagonism of Trichoderma
harzianum ETS 323 on Botrytis cinerea mycelium in culture con ̄
ditions. Phytopathologyꎬ 102(11): 1054 - 1063
Chi ZJꎬ Sun Jꎬ Li Jꎬ Liu DHꎬ Zhao SF. 2014. Toxicology and field
efficacy of 4 biological fungicides for controlling jujube black
spot disease in Xinjang. Agrochemicalsꎬ 53(7): 515 - 517 (in
Chinese) [池振江ꎬ 孙洁ꎬ 李进ꎬ 刘多红ꎬ 赵思峰. 2014􀆰
4种生物农药对新疆枣果黑斑病的室内及田间药效试验.
农药ꎬ 53(7): 515 - 517]
Duffy BKꎬ Ownley BHꎬ Weller DM. 1997. Siol chemical and physi ̄
cal properties associated with suppression of tale ̄all of wheat by
Trichoderma koningii. Phytopahtoloyꎬ 87(11): 1118 - 1124
Gao Fꎬ Li JHꎬ Zhang NSꎬ Wang JHꎬ Wang ML. 2014. In vitro
screening of antagonistic Bacillus against Alternaria alternate and
optimization factors. Plant Protectionꎬ 40(3): 70 - 75 (in Chi ̄
nese) [高芬ꎬ 李静虹ꎬ 张娜莎ꎬ 王俊红ꎬ 王梦亮. 2014.
‘赞皇枣’黑腐病菌拮抗芽胞杆菌的筛选及发酵条件优化.
植物保护ꎬ 40(3): 70 - 75]
Hong Pꎬ An GDꎬ Hu MYꎬ Geng Pꎬ Sang S. 2013. Optimization fer ̄
mentation condition for Bacillus amyloliquefaciens HF ̄01. Chi ̄
nese Journal of Biological Controlꎬ 29(4): 569 - 578 ( in Chi ̄
nese) [洪鹏ꎬ 安国栋ꎬ 胡美英ꎬ 耿鹏ꎬ 桑松. 2013. 解淀粉
芽孢杆菌 HF ̄01 发酵条件优化. 中国生物防治学报ꎬ 29
(4): 569 - 578]
Hou Mꎬ Zhan FQꎬ Zhang HTꎬ Hou XQꎬ Yang Rꎬ Long XQ. 2014.
Optimization of spore production medium and conditions of an ̄
tagonistic strain S13 of Bacillus amyloliauefaciens against Fusar ̄
ium wilt tomato. Xinjing Agriculture Sciencesꎬ 51(7): 1269 -
1276 (in Chinese) [侯敏ꎬ 詹发强ꎬ 张慧涛ꎬ 侯新强ꎬ 杨蓉ꎬ
龙宣杞. 2014. 番茄枯萎病拮抗细菌 S13 产芽孢发酵培养
基及发酵条件优化. 新疆农业科学ꎬ 51(7): 1269 - 1276 ]
Hu LLꎬ Xu HHꎬ Liao MD. 2011. Optimization of culture condition
for a strain of PS04 producing antifungal antibiotics. Journal of
Huazhong Agricultural Universityꎬ 30(3): 276 - 279 ( in Chi ̄
nese) [胡亮亮ꎬ 徐汉虹ꎬ 廖美德. 2011. 胶冻样类芽孢杆菌
PS04 产抗真菌物质培养条件的优化. 华中农业大学学报ꎬ
30(3): 276 - 279]
Ju RCꎬ Wang Pꎬ Gong CYꎬ Zhao HTꎬ Liu Lꎬ Li Lꎬ Yan HXꎬ Zhang
PPꎬ Wang HPꎬ Li YY. 2014. Isolationꎬ identification and fer ̄
mentation optimization of an antibiotic Bacillus subtilis. Chinese
Agricultural Science Bulletinꎬ 30 (28): 295 - 300 ( in Chi ̄
nese) [鞠瑞成ꎬ 王鹏ꎬ 公春艳ꎬ 赵宏涛ꎬ 刘露ꎬ 李丽ꎬ 闫洪
雪ꎬ 张鹏鹏ꎬ 王海朋ꎬ 李园园. 2014. 1 株枯草芽孢杆菌的
分离鉴定及其发酵条件优化. 中国农学通报ꎬ 30 (28):
295 - 300]
Karim MIAꎬ Lucas RJꎬ Osborne KJꎬ Rogers PL. 1993. The effect of
oxygen on the sporulation and toxicity of Bacillus sphericus
2362. Biotechnology Lettersꎬ 15(1): 47 - 50
Lin YBꎬ Lu JXꎬ Yan Xꎬ Liu BYꎬ Fang Sꎬ Fan YQ. 2010. Screen ̄
ingꎬ identification and optimized fermentation condition of an ̄
tagonistic actinomycetes from Rehminnae glutinoso rhizosphere.
Journal of Plant Protectionꎬ 37(3): 234 - 240 ( in Chinese)
[林雁冰ꎬ 陆家贤ꎬ 颜霞ꎬ 刘博野ꎬ 方松ꎬ 范元青. 2010. 地
黄根圈土壤拮抗放线菌筛选、鉴定及发酵条件优化. 植物保
护学报ꎬ 37(3): 234 - 240]
Liu JLꎬ Xue YRꎬ Liu CH. 2014. Optimization of shake flask ̄fer ̄
mentation conditions for Iturin A production by endophytic Ba ̄
cillus amyloliquefaciens CC09. Journal of Microbiology Chinaꎬ
41(1): 75 - 82 ( in Chinese) [刘京兰ꎬ 薛雅蓉ꎬ 刘常宏.
2014. 内生解淀粉芽孢杆菌 CC09 产 Iturin A摇瓶发酵条件
优化. 微生物学通报ꎬ 41(1): 75 - 82]
Liu PFꎬ He FLꎬ Qu CHꎬ Ji MSꎬ Zhao CS. 2012. Fermentation con ̄
ditions of antagonistic bacterium D221 against Fusarium solani.
5285 期 刘晓琳等: 拮抗菌株 xj063 ̄1 发酵条件的优化及室内防效测定
Journal of Northeast Agricultural Universityꎬ 43(1): 110 - 115
(in Chinese) [刘培福ꎬ 何付丽ꎬ 曲春鹤ꎬ 纪明山ꎬ 赵长山.
2012. 辣椒根腐病拮抗细菌 D221 发酵条件的研究. 东北农
业大学学报ꎬ 43(1): 110 - 115]
Liu XLꎬ Liu Yꎬ Ma Rꎬ Liang YMꎬ Chen BJꎬ Yan J. 2015. Identifi ̄
cation and biological characteristics of the pathogen causing ju ̄
jube black spot in Xinjiang. Journal of Northwest Forestry Uni ̄
versityꎬ 30(3): 132 - 138 ( in Chinese) [刘晓琳ꎬ 刘玉ꎬ 马
荣ꎬ 梁英梅ꎬ 陈宝军ꎬ 闫军. 2015. 新疆枣果黑斑病病原鉴
定及生物学特性. 西北林学院学报ꎬ 30(3): 132 - 138]
Ma Rꎬ Liu XLꎬ Sun YYꎬ Chen Mꎬ Yan Jꎬ Chen BJ. 2014. Screen ̄
ing and identification of the antagonistic bacteria of jujube black
spot disease in Xinjiang. Journal of Xinjiang Agricultural Uni ̄
versityꎬ 37(6): 460 - 464 ( in Chinese) [马荣ꎬ 刘晓琳ꎬ 孙
园园ꎬ 陈梦ꎬ 闫军ꎬ 陈宝军. 2014. 新疆枣果黑斑病拮抗细
菌的筛选及鉴定. 新疆农业大学学报ꎬ 37(6): 460 - 464]
Ma Rꎬ Zhang CYꎬ Liu Yꎬ Liang YMꎬ Fan GLꎬ Tian CM. 2012. La ̄
boratory fungicide screening for Alternaria sp. black spot patho ̄
gen on jujube in Xinjiang. Agrochemicalsꎬ 51(10): 767 - 770
(in Chinese) [马荣ꎬ 张传燕ꎬ 刘玉ꎬ 梁英梅ꎬ 樊贵利ꎬ 田呈
明. 2012. 新疆红枣黑斑病病菌的室内杀菌剂筛选. 农药ꎬ
51(10): 767 - 770]
Sun Zꎬ Yang LMꎬ Ma XJꎬ Zhang YM. 2014. Screening and indenti ̄
fication of antagonistic bacteria on Alternaria panax Whetz.
Journal of Jilin Agricultural Universityꎬ 36(3): 276 - 281 ( in
Chinese) [孙卓ꎬ 杨利民ꎬ 马秀杰ꎬ 张一鸣. 2014. 人参黑
斑病拮抗细菌的分离筛选和鉴定. 吉林农业大学学报ꎬ 36
(3): 276 - 281]
Tu QH. 2013. Screening of antagonistic bacteria YS ̄1 of postharvest
disease of citrus fruits and study on antimicrobial mechanism
and properties of the antibacterial crude extract of the strain
YS ̄1. Ph. D Thesis. Nanchang: Nanchang University ( in Chi ̄
nese) [涂起红. 2013. 柑橘采后病害生防菌 YS ̄1的筛选和
YS ̄1 粗提物的抑菌机理及性质研究. 博士学位论文. 南昌:
南昌大学]
Wang CLꎬ Zhang LSꎬ Gao WWꎬ Zhang Wꎬ Qi YYꎬ Yang QJ.
2008. Antagonism and control effect produced by Bacillus strain
TS ̄01 against Alternaria mali. Journal of Plant Protectionꎬ 35
(2): 183 - 184 (in Chinese) [王程亮ꎬ 张潞生ꎬ 高微微ꎬ 张
文ꎬ 戚元勇ꎬ 杨庆军. 2008. 芽孢杆菌 TS ̄01 对苹果斑点落
叶病菌的拮抗作用及防病效果. 植物保护学报ꎬ 35(2):
183 - 184]
Wang Jꎬ Chen AXꎬ Xin YC. 2011. Inhibition effect of crude protein
in fermentation liquor of XL12 Bacillus subtilis strain on Alterna ̄
ria alternata of black spot in jujube. Guizhou Agricultural Sci ̄
encesꎬ 39(2): 114 - 116 (in Chinese) [王军ꎬ 陈爱香ꎬ辛玉
成. 2011. 枯草芽孢杆菌芽孢杆菌 XL12发酵液蛋白对冬枣
黑斑病病原的抑制效果. 贵州农业科学ꎬ 39 (2): 114 -
116]
Wang WXꎬ Xu BLꎬ Xue YYꎬ Chen Zꎬ Liang XD. 2014. Identifica ̄
tion and antifugal activity of the antagonistic bacteria of Cytospo ̄
ra spp. Chinese Journal of Eco ̄Agricultureꎬ 22(10): 1214 -
1221 (in Chinese) [王卫雄ꎬ 徐秉良ꎬ 薛应钰ꎬ 陈臻ꎬ 梁旭
东. 2014. 苹果树腐烂病拮抗细菌鉴定及其抑菌作用效果
测定. 中国生态农业学报ꎬ 22(10): 1214 - 1221]
Wu YFꎬ Wu XQ. 2014. Cultural conditions optimizing for the pro ̄
ductivity of antagonistic metabolites by Burkholeria cenocepacia
strain NSM ̄05. China Forestry Science and Technologyꎬ 28
(4): 83 - 86 (in Chinese) [吴义飞ꎬ 吴小芹. 2014. 新洋葱
伯克霍尔德菌 NSM ̄05 产抗菌物质的培养条件. 林业科技
开发ꎬ 28(4): 83 - 86]
Yang XLꎬ Qian GLꎬ Fan JQꎬ Hu BSꎬ Liu FQ. 2014. Selection and
identification of antagonist Alternaria alternata and initial analy ̄
sis of its antipathogennic activity. Journal of Nanjing Agricultur ̄
al Universityꎬ 37(1): 68 - 74 ( in Chinese) [杨晓蕾ꎬ 钱国
良ꎬ 范加勤ꎬ 胡白石ꎬ 刘凤权. 2014. 梨黑斑病菌拮抗细菌
的筛选鉴定及其拮抗活性的研究. 南京农业大学学报ꎬ 37
(1): 68 - 74]
Yousen Aꎬ Wallis DA. 1984. Effect of oxygen on growthꎬ sporula ̄
tionꎬ and mosquito larval toxin formation by Bacillus sphaericus
1593. Current Microbiologyꎬ 11(3): 175 - 178
Zang CQꎬ Zhao KHꎬ Liu CYꎬ Liang CHꎬ Yu SYꎬ Liu L. 2014.
Screening of antagonistic bacteria SY286 and its effect on grape ̄
vine downy mildew. Chinese Journal of Biological Controlꎬ 30
(3): 402 - 407 (in Chinese) [臧超群ꎬ 赵奎华ꎬ 刘长远ꎬ 梁
春浩ꎬ 于舒怡ꎬ 刘丽. 2014. 生防细菌 SY286 的筛选及其对
葡萄霜霉病的防治效果研究. 中国生物防治学报ꎬ 30(3):
402 - 407]
Zhao XYꎬ Yang Hꎬ Chen JGꎬ Wang CJꎬ Ji ZXꎬ Chen SW. 2014.
Screening and fermentation optimization of antagonistic Bacillus
against tobacco bacterial wilt. Hubei Agricultural Sciencesꎬ 53
(8): 1810 - 1814 (in Chinese) [赵晓燕ꎬ 杨欢ꎬ 陈建刚ꎬ 王
昌军ꎬ 冀志霞ꎬ 陈守文. 2014. 一株烟草青枯病生防菌的筛
选鉴定及其发酵优化. 湖北农业科学ꎬ 53 (8): 1810 -
1814]
Zhong DM. 2006. Studies on flocculant of nitrogenfixing bacterium.
Master Thesis. Nanning: Guangxi University (in Chinese) [钟
冬梅. 2006. 固氮菌絮凝剂的研究. 硕士学位论文. 南宁:
广西大学]
(责任编辑:高  峰)
628 植  物  保  护  学  报 42 卷