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Optimizing the culture conditions and determining the stability of antibiotic secretion by Polygonum viviparum of the endophytic bacteria Bacillus mojavensis

珠芽蓼内生细菌ZA1的抑菌物质产生条件的优化及其稳定性测定



全 文 :书犇犗犐:10.11686/犮狔狓犫2014086 犺狋狋狆://犮狔狓犫.犾狕狌.犲犱狌.犮狀
杨成德,畅涛,薛莉,冯中红,姚玉玲,李婷,陈秀蓉.珠芽蓼内生细菌ZA1的抑菌物质产生条件的优化及其稳定性测定.草业学报,2015,24(9):
104112.
YANGChengDe,CHANGTao,XUELi,FENGZhongHong,YAOYuLing,LITing,CHENXiuRong.Optimizingthecultureconditionsand
determiningthestabilityofantibioticsecretionby犘狅犾狔犵狅狀狌犿狏犻狏犻狆犪狉狌犿oftheendophyticbacteria犅犪犮犻犾犾狌狊犿狅犼犪狏犲狀狊犻狊.ActaPrataculturaeSinica,
2015,24(9):104112.
珠芽蓼内生细菌犣犃1的抑菌物质产生
条件的优化及其稳定性测定
杨成德,畅涛,薛莉,冯中红,姚玉玲,李婷,陈秀蓉
(草业生态系统教育部重点实验室,甘肃农业大学草业学院,甘肃省草业工程实验室,
中-美草地畜牧业可持续发展研究中心,甘肃 兰州730070)
摘要:从珠芽蓼中分离的内生细菌ZA1对马铃薯坏疽病菌具有良好的抑菌效果,鉴定为莫海威芽孢杆菌。本文通
过平板对峙法对ZA1分泌物抑制马铃薯坏疽病菌的培养条件进行了优化,并对ZA1抑菌粗提物的稳定性进行了
测定。结果表明,ZA1的最佳培养基为B培养液,最佳发酵温度为17.8℃,培养基的最佳pH是6.9,150mL三角
瓶的最佳装液量为20mL,最佳培养方式为暗处理振动培养96h,经对ZA1进行优化培养,其对马铃薯坏疽病菌的
EC50=0.1228μL/mL,是优化前EC50=4.5888μL/mL的37倍。ZA1的抑菌粗提物90℃下处理2h,其相对活性
达到76.62%,具有耐高温的特性;对紫外线照射30min后相对活性差异不明显;pH为3和11时,其相对活性分
别为92.87%和85.11%;对蛋白酶和Ag+、Cu2+、Zn2+和Fe3+等金属离子不敏感,经 Ag+处理后的相对活性可达
到86.93%。
关键词:珠芽蓼内生菌;莫海威芽孢杆菌;抑菌粗提物;培养条件;稳定性  
犗狆狋犻犿犻狕犻狀犵狋犺犲犮狌犾狋狌狉犲犮狅狀犱犻狋犻狅狀狊犪狀犱犱犲狋犲狉犿犻狀犻狀犵狋犺犲狊狋犪犫犻犾犻狋狔狅犳犪狀狋犻犫犻狅狋犻犮狊犲犮狉犲狋犻狅狀
犫狔犘狅犾狔犵狅狀狌犿狏犻狏犻狆犪狉狌犿狅犳狋犺犲犲狀犱狅狆犺狔狋犻犮犫犪犮狋犲狉犻犪犅犪犮犻犾犾狌狊犿狅犼犪狏犲狀狊犻狊
YANGChengDe,CHANGTao,XUELi,FENGZhongHong,YAOYuLing,LITing,CHENXiuRong
犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳犌狉犪狊狊犾犪狀犱犈犮狅狊狔狊狋犲犿,犕犻狀犻狊狋狉狔狅犳犈犱狌犮犪狋犻狅狀,犆狅犾犾犲犵犲狅犳犘狉犪狋犪犮狌犾狋狌狉犪犾犛犮犻犲狀犮犲,犌犪狀狊狌犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻
狋狔,犘狉犪狋犪犮狌犾狋狌狉犪犾犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳犌犪狀狊狌犘狉狅狏犻狀犮犲,犛犻狀狅犝.犛.犆犲狀狋犲狉犳狅狉犌狉犪狕犻狀犵犾犪狀犱犈犮狅狊狔狊狋犲犿犛狌狊狋犪犻狀犪犫犻犾犻狋狔,
犔犪狀狕犺狅狌730070,犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋:Onestrainof犅犪犮犻犾犾狌狊犿狅犼犪狏犲狀狊犻狊(ZA1)isknowntohaveastrongantibacterialeffectagainstthe
pathogenofpotatogangrene(犘犺狅犿犪犳狅狏犲犪狋犪).Inthisstudy,犘.犳狅狏犲犪狋犪wasisolatedasafungalpathogenand
themethodofpetridishconfrontationwasusedtodeterminecultureconditionsforoptimizingandstabilizing
productionoftheantibioticsecretedbyZA1.TheresultsshowedthattheoptimumculturemediumforZA1
consistedof200gpotato,10gpeptone,20gsucroseand1000mLdistiledwater.Theoptimumfermentation
temperatureofZA1was17.8℃.TheoptimumpHvalueofZA1’sculturemediumwas6.9.Theoptimum150
mLtrianglebottlevolumeofZA1was20mL.TheoptimumculturemodeofZA1wasshakingcultivationin
thedarkfor96hours.ResultsshowedthattheEC50=0.1228μL/mLagainst犘.犳狅狏犲犪狋犪afteroptimizationwas
第24卷 第9期
Vol.24,No.9
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA
2015年9月
Sep,2015
收稿日期:20140304;改回日期:20140421
基金项目:国家自然科学基金(No.31160122)和草业生态系统教育部重点实验室(甘肃农业大学)开放课题项目(No.CYzs2011011)资助。
作者简介:杨成德(1975),男,甘肃陇南人,博士。Email:yangcd@gsau.edu.cn
通讯作者Correspondingauthor.
37timeshigherthantheEC50=4.5888μL/mLagainst犘.犳狅狏犲犪狋犪beforeoptimization.Crudeextractingofbac
teriostaticfromZA1showedthatthecharacteristicsofhightemperatureresistanceandrelativeactivitycould
reach76.62%afteritwastreatedat90℃for2hours.Relativeactivitywasstableandcouldnotbedestroyed
underUVirradiationfor30minutes.ThebacteriostaticextractofZA1hadgoodacidandalkaliresistance.
WhenitwastreatedbypH=3andpH=11,therelativeactivitywas92.87%and85.11%respectively.Itwas
notsensitivetoproteaseandheavymetalionssuchasAg+,Cu2+,Zn2+andFe3+.Relativeactivityremainedat
86.93%afterAg+treatment.
犓犲狔狑狅狉犱狊:犘狅犾狔犵狅狀狌犿狏犻狏犻狆犪狉狌犿endophyticbacteria;犅犪犮犻犾犾狌狊犿狅犼犪狏犲狀狊犻狊;antagonisticsubstances;condi
tionofculture;stability
微生物资源作为除动物和植物之外的第三类生物资源,而生防菌资源是微生物资源中的一类重要生物资源,
随着绿色农业的深入推广,利用微生物源农药对植物病害进行防治的研究成为了热点。目前,除所推测的太空微
生物资源未见生防菌报道之外,其他微生物资源如植物内生菌、土壤微生物、极端环境微生物、湿地微生物、海洋
微生物及动物肠道和粪便菌均有生防菌的报道[1],且从植物和土壤中分离得到了拮抗细菌、真菌、放线菌等拮抗
微生物的报道较多[28]。近年来,对生防菌抑菌机制的研究和明确其抑菌物质的种类更是受到了众多学者的青
睐。研究表明,芽孢杆菌可以通过其核糖体途径产生某些细菌素和酶类及活性蛋白质类物质来溶解病原菌的细
胞壁,也可以通过非核糖体途径产生的抗菌肽、脂肽物质或抗菌素通过锌离子通道或其他机制作用于病原菌的细
胞膜[912]。随着研究的不断深入,学者报道了许多胞外分泌型抑菌蛋白[10]、抑菌酶[13]、抗生素[14],其中,多数抑
菌物质制剂已用于农业生产当中;近年来,学者更是借助超滤杯及小分子分离柱等分离得到具有抑菌作用的小分
子抗菌肽[1517],这些抗菌肽的结构一般为环形或线形,且其一般具有耐高温和耐蛋白酶的特性,对酸碱和紫外线
稳定[1819]。
马铃薯(犛狅犾犪狀狌犿狋狌犫犲狉狅狊狌犿)是世界第四大粮食作物,在甘肃种植面积较大,近年来马铃薯贮藏期病害发生
严重,其中以我国检疫病害马铃薯坏疽病菌(犘犺狅犿犪犳狅狏犲犪狋犪)最为严重,可在马铃薯的贮藏期造成大量腐烂[20]。
马铃薯贮藏期长达4至5个月,且温度低,在此期间不便施用化学药剂防治,但从东祁连山高寒草地珠芽蓼(犘狅
犾狔犵狅狀狌犿狏犻狏犻狆犪狉狌犿)中分离得到的内生细菌莫海威芽孢杆菌ZA1(犅犪犮犻犾犾狌狊犿狅犼犪狏犲狀狊犻狊)对马铃薯坏疽病菌的抑
制效果明显,且其对马铃薯其他贮藏期病害如马铃薯炭疽病菌(犆狅犾犾犲狋狅狋狉犻犮犺狌犿犮狅犮犮狅犱犲狊)、褐腐病菌(犛狋狔狊犪狀狌狊
狊狋犲犿狅狀犻狋犻狊)、干腐病菌(犉狌狊犪狉犻狌犿狅狓狔狊狆狅狉狌犿)和早疫病菌(犃犾狋犲狉狀犪狉犻犪狊狅犾犪狀犻)亦有较好的抑制效果[21]。因此,本
试验研究了莫海威芽孢杆菌ZA1抑菌物质的稳定性,并优化了培养条件,以期为ZA1研发成为微生物农药提供
理论依据。
1 材料与方法
1.1 供试菌株
马铃薯坏疽病菌为供试病原菌;高寒草地珠芽蓼内生细菌,菌株编号为ZA1,为供试拮抗菌,菌种均由甘肃
农业大学植物病理实验室提供。
1.2 培养基
供试培养基为PDA(马铃薯葡萄糖琼脂培养基)、NA(牛肉胨培养基)和NB(牛肉胨培养液)[22]。
1.3 无菌液的提取
将菌株ZA1在NA斜面培养基上活化培养24h,用无菌水配制悬浮液,接种于NA培养液中,装液量为40
mL/150mL,摇床培养24h,即得发酵液,取发酵原液2mL接种于NB培养液中摇床培养24h,所得发酵液在转
速8000r/min下离心20min,取上清液用细菌过滤器(孔径0.22μm)过滤活菌体,即获得菌株ZA1的无菌液,
4℃下保存待用,用于研究优化产抑菌物质的条件和稳定测定。
1.4 ZA1产生抑菌物质最佳条件的优化
501第9期 杨成德 等:珠芽蓼内生细菌ZA1的抑菌物质产生条件的优化及其稳定性测定
ZA1培养基,以PDA、NA培养基分别用于坏疽病菌和拮抗菌的活化;A、B、C、D、E、F、G、H等8种培养液用
于研究其对抗菌物质产生的影响。各配方如下:
A:牛肉胨5.0g、蛋白胨10g、蔗糖20g、水1000mL;
B:马铃薯200g、蛋白胨10g、蔗糖20g、水1000mL;
C(NB):牛肉胨3g、蛋白胨5.0g、葡萄糖2.5g、水1000mL;
D(NYDA):牛肉胨8g、酵母浸膏5.0g、葡萄糖10g、水1000mL;
E:玉米淀粉2.5g、(NH4)2SO410g、蔗糖10g、水1000mL;
F:玉米淀粉3.0g、(NH4)2SO410g、KH2PO415g、蔗糖10g、水1000mL;
G:5×M9,Na2HPO464g、KH2PO415g、NaCl2.5g、NH4Cl5.0g、水1000mL,取5×M920mL定容至
1000mL;
H:蛋白胨10g、酵母浸膏5.0g、NaCl10g、水1000mL。
将各培养液pH调至7.0,取40mL培养液装入150mL三角瓶中,灭菌后分别接入2mL拮抗菌原液,每处
理3瓶,将各处理置于26~28℃、150r/min的摇床上分别培养24h后制备无菌液,并制成浓度为80μL/mL的
含药平板,以无菌水为对照,测定抑制率,确定拮抗菌产生抗菌物质的最佳培养基。
温度,设(15±1)℃,(20±1)℃,(25±1)℃,(30±1)℃,(35±1)℃,(40±1)℃,(45±1)℃等7个温度处理,3
次重复,其他培养条件及测定方法同上。
pH,培养基pH值分别设置3,4,5,6,7,8,9,10和11(用pHHJ90B酸度计测定),其他培养条件及测定方
法同上。
相对供氧量,在150mL三角瓶中分装20,40,60,80和100mLNB培养液,将ZA1原液与 NB培养液按
1∶20的比例接菌,重复3次,其他培养条件及测定方法同上。
培养方式,设置静止,间歇振(12h/d),全天24h振荡3个处理(振速150r/min),其他培养条件及测定方法
同上。
光照,设置24,12h/d光照和24h/d黑暗3个处理,其他培养条件及测定方法同上。
发酵时间,分别培养24,48,72,96,120,144和168h后,利用无菌液与PDA混合制成浓度25μL/mL的含
药平板测定抑菌率,明确抑菌物质的产生与培养时间的关系。
ZA1产生抑菌物质最佳条件的验证,优化前(25℃于pH为7.0的NB培养基中光照振荡培养48h,150mL
三角瓶装液量为40mL),制备浓度依次为6.25,12.5,25,50和100μL/mL含药平板,以加无菌水为对照。经优
化培养后,制备浓度为3.125,6.25,12.5,25和50μL/mL的含药平板,计算抑菌率和EC50。
1.5 ZA1抑菌粗提物稳定性的测定
热稳定性的测定:将ZA1的无菌液分别置于20,30,40,50,60,70,80,90和100℃水浴处理2h及120℃灭菌
2h,取处理液2mL配制含药平板,采用十字交叉法测定抑制率。
UV稳定性测定:将ZA1无菌液分别置于2mL离心管,进行0,5,10,15,20,25,30min的UV照射,后制成
浓度为1.25μL/mL的含药平板,采用十字交叉法测定抑制率。
pH稳定性测定:将ZA1无菌液的pH分别调至3.0,4.0,5.0,6.0,7.0,8.0,9.0,10.0和11.0,4℃下保存
24h,其他方法同上。
对金属离子的稳定性测定:在无菌液中分别加入Na+,Mg2+,Cu2+,Mn2+,Zn2+,Fe3+和Ag+,使终浓度为
10mmol/L,混匀反应2h后,以无菌液平板和各离子平板为对照,其他方法同上。
对蛋白酶的稳定性测定:于ZA1的无菌液中分别加入蛋白酶 K和胰蛋白酶,使胰蛋白酶的终浓度依次为
32,16,8,4,2和0mg/mL,蛋白酶K的终浓度依次为40,20,10,5,2.5和0mg/mL,37℃下反应4h后,制成浓
度为20μL/mL的含药平板,以无菌液平板为对照,其他方法同上。
1.6 数据处理
应用SPSS16.0软件进行数据分析。
601 草 业 学 报 第24卷
2 结果与分析
2.1 ZA1产生抑菌物质最佳条件的优化
2.1.1 不同培养基对ZA1产生抑菌物质的影响  ZA1在A,B和D培养液中所产生抑菌物对马铃薯坏疽病
的抑制率分别达80.01%,82.99%和79.56%(图1),显著高于其他培养液(犘<0.01),在C和 H培养液中所产
生抑菌物对马铃薯坏疽病的抑制率分别是69.79%和53.49%,其他培养液中所产抑菌物质对该病菌的抑制率均
未达到10%,说明不同培养液对ZA1产抑菌物质的量有影响,ZA1最佳培养基为B培养液(马铃薯200g、蛋白
胨10g、蔗糖20g、水1000mL)。
2.1.2 温度对ZA1产生抑菌物质的影响  结果表明,在20℃时,ZA1所产生的抑菌物质对马铃薯坏疽病的
抑制率达到了88.50%,通过对温度与抑制率的相关性分析,拟合得到了六次回归曲线(图2):犢=8.222犡-
0.006犡3+2.598×10-8犡6-47.107,相关系数犚=0.937,求得ZA1产抑菌物质的最佳温度为17.8℃。
图1 培养液对犣犃1产生抑菌物质的影响
犉犻犵.1 犈犳犳犲犮狋狅犳犣犃1犮狌犾狋狌狉犲犳犻犾狋狉犪狋犲狊犳狉狅犿犱犻犳犳犲狉犲狀狋
犿犲犱犻犪狅狀犵狉狅狑狋犺狅犳犘.犳狅狏犲犪狋犪
图2 温度对犣犃1产生抑菌物质的影响
犉犻犵.2 犈犳犳犲犮狋狅犳犣犃1犮狌犾狋狌狉犲犳犻犾狋狉犪狋犲狊犳狉狅犿犱犻犳犳犲狉犲狀狋
狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲狅狀犵狉狅狑狋犺狅犳犘.犳狅狏犲犪狋犪
 不同字母表示差异显著,小写:犘<0.05;大写:犘<0.01。下同。Differentcapitalandsmallettersaresignificantlydiferentat0.05and0.01level.The
samebelow.
2.1.3 pH对ZA1产生抑菌物质的影响  当培养液的pH 为7时,ZA1对马铃薯坏疽病的抑制率达到了
82.16%,通过相关性分析,拟合得到了六次回归曲线(图3):犢=41.524犡-0.397犡3+3×10-3犡6-90.989,相
关系数犚=0.988,根据曲线方程求得ZA1的产抑菌物质最佳的pH为6.9,表明中性条件下有利于ZA1抑菌
物质的积累。
2.1.4 相对供氧量对ZA1产生抑菌物质的影响  150mL三角瓶装液量为20mL时,ZA1对马铃薯坏疽病
的抑制率为72.23%,通过相关性分析,拟合得到了五次回归曲线(图4):犢=89.349-1.292犡+9.261×10-5犡3
-3.863×10-9犡5,相关系数犚=0.981,求得ZA1的产抑菌物质最佳的装液量为150mL三角瓶装20mL。
2.1.5 培养方式对ZA1产生抑菌物质的影响  ZA1以振动的方式培养时,分泌抑菌物质最多,其对马铃薯坏
疽病的抑制率可达76.56%,显著高于只振动培养12h得到的抑制率68.75%和静置培养24h得到的抑制率
46.16%(表1),说明ZA1的最佳培养方式为全过程振动培养。
2.1.6 光照时间对ZA1产生抑菌物质的影响  全黑暗培养所得的无菌液对马铃薯坏疽病的抑制率为
69.83%(表1),显著高于12和24h光照的抑制率,说明黑暗培养下培养ZA1,有利于抑菌物质的产生。
2.1.7 发酵时间对ZA1产抑菌物质的影响  ZA1经96h的培养所得到的无菌液抑制率与经过120,144和
168h培养得到的无菌液抑制效果差异不显著,抑制率均达到87.6%以上(图5),说明ZA1培养到96h后抑菌
物质不再随培养时间的增加而增加。
2.1.8 ZA1产抑菌物质最佳条件的验证  生长速率法测定对马铃薯坏疽病的抑制率表明,抑制率与不同浓
度的无菌液之间呈正相关,所得回归直线的犚=0.995,差异极显著,根据回归直线求得ZA1无菌液的EC50=
701第9期 杨成德 等:珠芽蓼内生细菌ZA1的抑菌物质产生条件的优化及其稳定性测定
4.588μL/mL(表2)。按照最佳条件进行培养(最佳培养液:B培养液,马铃薯200g,蛋白胨10g,蔗糖20g,水
1000mL;最佳培养温度:17.8℃;最佳pH:6.3;150mL三角瓶的最佳装液量20mL;最佳培养方式:96h暗处理
振动培养)。所得的回归直线犚=0.997,其EC50=0.1228μL/mL,优化后的EC50比优化前小37倍,差异极显
著,说明条件优化后,对ZA1产生抑菌物质的能力有较大的提高。
图3 狆犎对犣犃1产生抑菌物质的影响
犉犻犵.3 犈犳犳犲犮狋狅犳犣犃1犮狌犾狋狌狉犲犳犻犾狋狉犪狋犲狊犳狉狅犿犱犻犳犳犲狉犲狀狋
狆犎狅狀犵狉狅狑狋犺狅犳犘.犳狅狏犲犪狋犪
图4 相对供氧量对犣犃1产生抑菌物质的影响
犉犻犵.4 犈犳犳犲犮狋狅犳犣犃1犮狌犾狋狌狉犲犳犻犾狋狉犪狋犲狊犳狉狅犿犱犻犳犳犲狉犲狀狋
狅狓狔犵犲狀狊狌狆狆犾狔狅狀犵狉狅狑狋犺狅犳犘.犳狅狏犲犪狋犪
表1 不同培养方式对犣犃1产生抑菌物质的影响
犜犪犫犾犲1 犈犳犳犲犮狋狅犳犣犃1犮狌犾狋狌狉犲犳犻犾狋狉犪狋犲狊犳狉狅犿犱犻犳犳犲狉犲狀狋
犮狌犾狋狌狉犲狑犪狔狅狀狋犺犲犵狉狅狑狋犺狅犳犘.犳狅狏犲犪狋犪
培养方式Cultureway 抑制率Inhibitionrate(%)
全振动Vibration(24h) 76.56Aa
半振动 Halfvibration(12h/12h) 68.75Bb
静置Quiescence(24h) 46.16Cc
全光照Ilumination(24h) 51.38Aa
半光照 Halfilumination(12h/12h) 57.46Bb
黑暗Emptyilumination(24h) 69.83Cc
 注:不同字母表示差异显著,小写:犘<0.05;大写:犘<0.01。下同。
 Note:Differentcapitalandsmallettersaresignificantlydifferentat
0.05and0.01level.Thesamebelow.
图5 培养时间对犣犃1产生抑菌物质的影响
犉犻犵.5 犈犳犳犲犮狋狅犳犣犃1犮狌犾狋狌狉犲犳犻犾狋狉犪狋犲狊犳狉狅犿犱犻犳犳犲狉犲狀狋
犮狌犾狋狌狉犲狋犻犿犲狅狀犵狉狅狑狋犺狅犳犘.犳狅狏犲犪狋犪
2.2 ZA1抑菌粗提物的稳定性测定
2.2.1 热稳定性测定  ZA1无菌液在90℃时,其相对活性达到76.62%(表3),表明ZA1抑菌活性物质具有
耐高温的性质,当温度达到和超过100℃后,其相对活性迅速下降,但没有完全丧失,说明ZA1的大多数抑菌活性
物质不耐100℃及以上的高温。
2.2.2 对pH的稳定性测定  无菌液在pH为3和11时,相对活性达到92.87%和85.11%(表4),对马铃薯
坏疽病菌的抑制率在50%以上,说明ZA1分泌的抑菌物质耐酸碱。
2.2.3 对UV的稳定性测定  无菌液经UV照射后,其相对活性均在96%以上,差异不显著(犘>0.05)(表
5),说明ZA1的抑菌物质对UV具有稳定性。
2.2.4 对金属离子的稳定性测定  抑菌粗提物对Na+,Mg2+和 Mn2+不敏感,相对活性没有变化,对Zn2+,
Cu2+,Fe3+和Ag+等重金属离子较为敏感,相对活性有所下降,其中对 Ag+ 最为敏感,但是抑制率仍可达到
801 草 业 学 报 第24卷
77.82%(表6),其相对活性下降极显著,但下降幅度不超过15%。说明ZA1的抑菌物质对 Ag+,Cu2+,Zn2+,
Fe3+等金属离子不太稳定,对其他金属离子均具有稳定性。
表2 犣犃1的无菌液对马铃薯坏疽病菌的抑制作用
犜犪犫犾犲2 犈犳犳犲犮狋狅犳犮狌犾狋狌狉犲犳犻犾狋狉犪狋犲狊狅犳犣犃1狅狀狋犺犲犵狉狅狑狋犺狅犳犘.犳狅狏犲犪狋犪
浓度Concentration(μL/mL)抑制率Inhibitionrate(%)几率值Probabilityvalues 回归直线Regressionformula EC50(μL/mL) 犚
 优化前Beforetheoptimization
6.25 56.19 5.1560
12.5 65.35 5.3961
25 80.17 5.8488 犢=1.064犡+4.296 4.588Bb 0.995
50 86.70 6.1132
100 91.94 6.3984
 优化后Aftertheoptimization
1.56 73.97 5.6433
3.12 80.79 5.8705
6.25 85.73 6.0669 犢=0.611犡+5.563 0.1228Aa 0.997
12.5 89.04 6.2265
25 91.74 6.3852
表3 犣犃1无菌液的热稳定性
犜犪犫犾犲3 犎犲犪狋狊狋犪犫犻犾犻狋狔狅犳犮狌犾狋狌狉犲犳犻犾狋狉犪狋犲狅犳犣犃1
温度 Temperature(℃) 相对活性Relativeactivity(%)
20 100.00Aa
30 94.65ABab
40 90.66Bbc
50 88.25BCc
60 88.25BCc
70 86.67BCc
80 80.22CDd
90 76.62Dd
100 26.56Ee
120 23.34Ee
表4 犣犃1的无菌液对狆犎的稳定性
犜犪犫犾犲4 犛狋犪犫犻犾犻狋狔狅犳犮狌犾狋狌狉犲犳犻犾狋狉犪狋犲狅犳
犣犃1犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狆犎
pH 相对活性 Relativeactivity(%)
3.0 92.87Cbc
4.0 93.55Cbc
5.0 94.82BCb
6.0 99.03ABa
7.0 100.00Aa
8.0 93.56Cbc
9.0 91.57Cbc
10.0 90.63Cc
11.0 85.11Dd
表5 犣犃1无菌液的犝犞稳定性
犜犪犫犾犲5 犝犞狊狋犪犫犻犾犻狋狔狅犳犮狌犾狋狌狉犲犳犻犾狋狉犪狋犲狅犳犣犃1
UV照射时间
UVexposuretime(min)
相对活性
Relativeactivity(%)
0 100.00Aa
5 99.69Aab
10 99.68Aab
15 97.78Aab
20 100.65Aa
25 98.41Aab
30 96.18Ab
表6 犣犃1的无菌液对金属离子的稳定性
犜犪犫犾犲6 犛狋犪犫犻犾犻狋狔狅犳犮狌犾狋狌狉犲犳犻犾狋狉犪狋犲狅犳犣犃1
犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋犿犲狋犪犾犻狅狀
不同金属离子 Differentmetalion 相对活性 Relativeactivity(%)
未加金属离子 Withoutthemetalions 100.00Aa
Zn2+ 89.71BCb
Mg2+ 100.00Aa
Na+ 100.48Aa
Mn2+ 98.57Aa
Ag+ 86.93Cc
Cu2+ 89.73BCb
Fe3+ 90.18Bb
901第9期 杨成德 等:珠芽蓼内生细菌ZA1的抑菌物质产生条件的优化及其稳定性测定
2.2.5 对蛋白酶的稳定性测定  无菌液经不同浓
度的蛋白酶K处理后,抑制率和相对活性在犘<0.01
水平差异不显著;经不同浓度的胰蛋白酶处理后,抑制
率和相对活性均差异显著(表7),说明ZA1分泌的抑
菌物质对胰蛋白酶较为敏感,即ZA1所分泌的抑菌物
质中存在抑菌蛋白。
3 讨论
近年来,随着对抑菌机制的不断研究,邢介帅
等[10]分离得到的 T2可分泌胞外蛋白酶,古丽皮艳
等[23]分离得到的 NKZE能够分泌几丁质酶;高芬
等[17]、连玲丽等[24]纯化得到了具有良好稳定性的抗
菌多肽。说明拮抗细菌主要以胞外分泌型物质抑制病
原菌的生长,刘雪等[11]认为这类物质主要有两种类
型:大分子的抑菌蛋白和小分子肽类。ZA1(犅.犿狅
犼犪狏犲狀狊犻狊)的无菌液对马铃薯坏疽病菌的 EC50 =
0.1228μL/mL,拮抗效果明显,说明ZA1的抑菌物质
主要是胞外分泌型物质。其抑菌粗提物可耐高温、耐
酸碱、对紫外线稳定、且对蛋白酶的耐受性稳定,这与
表7 犣犃1的无菌液对蛋白酶的稳定性
犜犪犫犾犲7 犛狋犪犫犻犾犻狋狔狅犳犮狌犾狋狌狉犲犳犻犾狋狉犪狋犲狅犳
犣犃1犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狆狉狅狋犲犪狊犲狊
处理
Treatment
浓度
Concentration
(mg/mL)
抑制率
Inhibitionrate
(%)
相对活性
Relativeactivity
(%)
蛋白酶K 0 72.58Aa 100.00Aa
Protease 2.5 71.37Aab 98.33Aab
5.0 70.56Aab 97.22Aab
10.0 71.37Aab 98.33Aab
20.0 70.16Ab 96.67Ab
40.0 70.16Ab 96.67Ab
胰蛋白酶 0 68.95Aa 100.00Aa
Trypsase 2 59.88Bb 86.84Bb
4 59.27Bb 85.96Bb
8 58.47Bb 84.80Bb
16 59.27Bb 85.96Bb
32 58.47Bb 84.80Bb
王建纲等[25]认为抗菌肽具有的特性一致,说明ZA1可能能够分泌抗菌肽,但对抗菌肽的分离、纯化及结构还需
进一步研究。ZA1的抑菌粗提物在90℃处理2h后,相对活性稳定在76.67%,但是100℃下处理2h后抑菌活
性直线下降,说明ZA1也可能产生一些大分子的抑菌蛋白,随着温度的升高活性降低。由ZA1抑菌粗提物的种
种性质推测其可能也会分泌一些大分子量抑菌蛋白和小分子量的抗菌肽。除此之外,120℃处理无菌液2h后,
相对活性仍达23.34%,说明ZA1胞外分泌的抑菌物质中含有耐高温的抑菌物质,此还需进一步的研究。
ZA1对马铃薯坏疽病菌等马铃薯贮藏期的病原菌具有良好的抑制效果,本试验优化得到了ZA1的分泌抑菌
物质最佳的培养条件,培养条件与常规培养稍有差异,但其积累抑菌物质的最佳培养温度为17.8℃,这与常规培
养存在较大差异,明显低于李晶等[26]、赵瑞等[27]对枯草芽孢杆菌TU100和B29产抑菌物质的最佳温度。由于
ZA1是高寒草地珠芽蓼内生菌,其特殊的生境可能是导致差异存在的原因,究其具体原因还需进一步研究。通
过优化ZA1产抑菌物质的条件及对抑菌粗提物抑菌活性的初步研究,为ZA1的小试、中试提供技术支持。
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