全 文 ：　 　  国家高技术研究（８６３）发展计划项目（２００２AA２４４０３１２）和福建省计委项目（２００３１７０）资助
　 　  通讯作者
收稿日期 ：２００５０２１６ 　 改回日期 ：２００５０４０８
基质浓度对淡紫拟青霉“NHPL03”菌株生长的影响 
　 　 　 　 　 　 　 　 　李 　芳 　 　 　 　 　 　 　 　刘 　波  黄素芳
（福建农林大学植物保护学院 　福州 　 ３５０００２） 　 （福建农业科学院生物技术中心 　福州 　 ３５０００３）
摘 　要 　通过测定不同基质浓度（C ＋ N ＝ ０００１g／ mL 、０００５g／ mL 、００１５g／ mL 、００４５g／ mL 、０１３５g／ mL）对淡紫
拟青霉“NHPL０３”菌株生长的影响结果表明 ，基质浓度对菌体生长有明显影响 ，基质浓度为 ００４５g／ mL时菌丝
生长旺盛 ，培养 １０d每瓶干物质量达到 ０８２g ，对茎线虫校正致死率在 ８d达到峰值 ５２３０ ％ 。基质浓度为 ００１５
g／ mL的实验组合产孢量最大 ，培养 ８d产孢量达峰值 ６９２０百万个／ mL 。 ０１３５g／ mL的基质浓度对菌生长表现出
明显抑制作用 ，培养 １０d其干物质量和产孢量仅分别为 ０２３g和 １５１０百万个／ mL 。
关键词 　淡紫拟青霉 　基质浓度 　菌液干物质量 　产孢量
The effect of different substrate concentrations on the growth of Paecilomyces lilacinus “NHPL03” ．LI Fang （College
of Plant Protection ，Fujian Agriculture and Forestry University ，Fuzhou ３５０００２ ，China） ，LIU Bo ，HUANG SuFang
（Biotechnology Center of Fujian Academy of Agricultural Sciences ，Fuzhou ３５０００３ ，China） ，CJEA ，２００６ ，１４（４） ：１５３ ～ １５６
Abstract 　 The effect of different substrate concentrations on the growth of Paecilomyces lilacinus “NHPL０３”was stud
ied ．The results show that the substrate concentration has a significant effect on the growth of Paecilomyces lilacinus ．To
some degrees ，a lower substrate concentration （C ＋ N ＝ ００１５g／mL） is good for sporulation ， the sporulation reaches the
peak value of ６９２０ million／mL at ８d ， and a higher concentration （C ＋ N ＝ ００４５g／mL） benefits the biomass growth
and toxic outcome ， the maximal dry matter weight of culture liquid of ０８２g（each ５０mL） occurs at １０d ， the toxic result
to Ditylenchus destructor is ５２３０ ％ at ８d ．The highest substrate concentration （C ＋ N ＝ ０１３５g／mL） shows obvious in
hibitting effect on the growth of Paecilomyces lilacinus ，whose dry matter weight and sporulation are ０２３g and １５１０
million／mL at １０d ．
Key words 　 Paecilomyces lilacinus ，Substrate concentration ，Dry matter weight of culture liquid ，Sporulation
（Received Feb ．１６ ，２００５ ； revised April ８ ，２００５）
淡紫拟青霉［ Paecilomyces lilacinus （Thom） Samson］是许多农作物病虫的重要生防菌 ，该菌能在土壤中
习居并宿存 ，能寄生控制多种植物病原根结线虫 。淡紫拟青霉还是多种非土栖害虫如荔枝蝽蟓 、稻黑蝽 、稻
叶蝉等的天敌 。同时该菌还有明显的拮抗活性 ，能抑制多种农作物病原细菌 、真菌等 ，可作为植物病害的生
防因子［１］ 。国内外学者在优化淡紫拟青霉培养条件方面已有许多研究 ，发现不同培养条件对其菌丝生长 、
孢子生成 、毒力效能都有明显影响［８ ～ １０］ 。 基质（C ＋ N）是菌代谢的物质基础 ，基质浓度与菌体代谢有密切关
系［２］ ，选择合适的基质和控制适当的浓度是提高产物产量的关键［３］ 。基质浓度对淡紫拟青霉生长的影响尚
未见报道 ，本研究以淡紫拟青霉“NHPL０３”菌株培养过程的 OD６２０nm值 、pH 值 、干物质量（ ≈ 菌丝重量） 、产
孢量 、糖氮消耗和毒力为指标 ，分析基质浓度对淡紫拟青霉菌生长的影响 ，为淡紫拟青霉的科学培养与大规
模生产提供依据 。
1 　实验材料与方法
试验于 ２００３年 ５月 ～ ２００４年 ６ 月在福建农业科学院生物技术中心进行 。供试菌株为淡紫拟青霉“NH
PL０３”菌株 ，从感染根结线虫的番茄根围分离得到 。 供试线虫为甘薯茎线虫（ Ditylenchus destructor） ，由福
建农业科学院生物技术中心提供 。
以 Martin & Johnson培养基（每 L 含 KH２PO４ １０g ，MgSO４·７H２O ０５g ，蛋白胨 ５０g ，葡萄糖 １００g）为
基准 ，在葡萄糖和蛋白胨比值不变的前提下（C源／N 源 ＝ ２） ，调整基质浓度（C ＋ N）分别为 ０００１g／mL（ Ⅰ ） 、
第 １４卷第 ４期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol ．１４ 　 No ．４
２ ０ ０ ６年 １ ０月 Chinese Journal of EcoAgriculture Oct ．，　 ２００６
０００５ g／mL（ Ⅱ ） 、００１５g／mL（ Ⅲ ） 、００４５g／mL（ Ⅳ ） 、０１３５g／mL（ Ⅴ ） ；各配方均加入 KH２PO４ １０g 、MgSO４·
７H２O ０５g和蒸馏水 １０００mL 。用接菌环挑取一环新鲜孢子于容量 ２５０mL 装 ５０mL 培养液的摇瓶中 ，２５ ℃ 、
１１０ r／min培养 ，４８h后开始取样 ，每次 ３ 瓶 ，测定淡紫拟青霉“NHPL０３”菌株生长参数 。 ８０００r／min 离心
１０min ，取上清液作 OD６２０mm值 、pH 值 、菌液干物质量 、产孢量 、总 N 、总糖分析 。 OD６２０nm值用 ７５１ 分光光度
计 ，在 ６２０nm处测定 ；pH值用 pHS２５酸度计（上海雷磁仪器厂）测定 ；从三角瓶中倒出所有菌液 ，滤过双层
纱布 ，用蒸馏水冲洗 ３次 ，烘干 ，称菌液干物质量 ；采用血球计数法 ，在显微镜下取 ３０个视野 ，计数孢子数 ，取
平均值测定产孢量 ；总 N 量检测采用凯氏定 N 法［４］ ；总糖测定采用 ３ ，５二硝基水扬酸法［４］ 。 本试验共设置
５个处理 ，分 ９次取样 ，每次取样 ３瓶 ，总摇瓶数 １３５瓶 。
对线虫的毒力测定试验取样方式同上 ，带茎线虫的甘薯切成 ０１５ ～ ０２０g小块 ，浸泡于 ４０ ℃温水中 ３h ，
让薯块中的茎线虫尽快游出 ，４ ℃ 、８０００r／min 离心 １０min ，弃上清液 ，将底部 １mL 带茎线虫的浓缩液（大约
１００只线虫）滴入 ５mL 待测菌液中 ，２５ ℃恒温箱置放 ２４h ，在体视镜下计数线虫死亡数 ，以 ５０g／kg NaCl溶液
判断线虫是否死亡 ，加 ２滴 NaCl溶液 ，活线虫有应激反应 。设清水对照 ，３次重复 ，计算茎线虫校正死亡率 。
采用 DPS 数据处理系统 ，以培养时间为样本 ，构架数据矩阵 ，将实验数据进行标准化处理 ，以欧氏距离为尺
度 ，用类平均法进行系统聚类［５］ 。
2 　结果与分析
21 　基质浓度对淡紫拟青霉“NHPL03”菌株培养过程 OD620mm值与 pH值的影响
图 1 　基质浓度对淡紫拟青霉培养过程OD620nm值（a）与 pH值（b）的影响
Fig１ 　 The effects of substrate concentrations on the dynamic of OD６２０nm
value （a） and pH value （b） in the process of liquid culture
　 　 　 由图 １ 可知 ，总体上淡紫拟青霉“NH
PL０３”菌株培养过程中 OD６２０nm值随培养天
数增加呈上升趋势 ，不同基质浓度对淡紫拟
青霉 OD６２０nm值的变化有显著影响 ，当基质
浓度为 ００１５g／mL 时 ，OD６２０nm值增加最为
显著 ，培养 １０d OD６２０nm值比 ２d 测定值增加
６７７倍 ；其次为基质浓度为００４５g／mL设置 ，
增加倍数为 １２７ ，基质浓度为 ０００５g／mL 和
０１３５g／mL的 OD６２０nm值上升最为平缓 ，培养
１０d时 OD６２０nm仅比 ２d 测定值增加 ２４ 倍
　 　 　和 １３倍 。
基质浓度对淡紫拟青霉培养过程 pH值有明显影响 ，基质浓度较高（００４５g／mL 、０１３５g／mL）的试验设置
pH值有明显酸化趋势 ，pH 值分别由培养 ２d 时的 ６０ 和 ５５ 下降至培养 １０d 时的 ４５ 、３９ ；基质浓度为
０００１g／mL设置其 pH值基本维持原值 ；基质浓度为 ０００５g／mL 、００１５g／mL设置 ，当菌丝进入快速生长期（２ ～
４d）时 ，其 pH值明显下降 ，之后缓慢回升并维持相对稳定 。
22 　基质浓度对淡紫拟青霉“NHPL03”菌株培养过程菌液干物质量与产孢量的影响
图 2 　基质浓度对淡紫拟青霉培养过程菌丝量（a）与孢子量（b）的影响
Fig２ 　 The effects of substrate concentrations on the dynamics of dry weight of
culture liquid （a） and sporulation （b） in the process of liquid culture
　 　由图 ２ 可知 ，基质浓度与菌液干物质
量变化有明显关联 ，基质浓度较适中的试
验组 合 （０００５g／mL 、００１５g／mL 、００４５
g／mL） ，其菌液干物质量（ ≈ 菌丝生物量）
均呈稳步上升趋势 ，分别在培养第 ６d 、７d 、
１０d达到最大值 ０１１g 、０７９g 、０８２g ；基质
浓度太低或太高的试验组合 （C ＋ N ＝
０００１ g／mL 、０１３５g／mL）菌液干物质量增
长缓慢 ，培养 １０d 其干物质量仅为 ００３g
和 ０２３g 。
基质浓度对淡紫拟青霉培养过程产孢
量有显著影响 。总体而言产孢量呈动态增长趋势 ，基质浓度较低的试验设置孢子生成较快 ，０００１g／mL的基质
浓度设置 ，培养 ４d产孢量达到峰值 ２２１０ 百万个／mL ，基质浓度为 ０００５g／mL组合 ，培养 ６d产孢量达到峰值
１５４　 中 国 生 态 农 业 学 报 第 １４卷
４５２０百万个／mL ，００１５g／mL 、００４５g／mL实验组合 ，产孢量持续上升 ，分别在培养第 ８d和第 １０d产孢量达到峰值
６９２０百万个／mL 、５１２０百万个／mL ，最高基质浓度设置（C ＋ N ＝ ０１３５g／mL）产孢量最低 ，培养 １０d 产孢
量仅为 １５１０百万个／mL 。
23 　基质浓度对淡紫拟青霉“NHPL03”菌株培养过程基质消耗的影响
由表 １可知 ，总体上培养液含糖量呈动态下降趋势 ，基质浓度与糖消耗速率有明显相关 ，０００１g／mL的试验设置
糖消耗最快 ，培养 ６d后总糖含量由原有的 ０４８００mg／mL下降到 ００９００mg／mL ，消耗量达 ８１２５ ％ ；其次为基质浓
度 ００１５g／mL设置 ，培养 １０d后总糖含量由 １０３５００mg／mL下降到 ００９００mg／mL ，消耗量达 ９９１３ ％ ；基质浓
度为 ０００５g／mL 处理 ，培养第 １０d 总糖从原有的 ３１８００mg／mL 下降到 ０３０００mg／mL ，消耗 ９０５７ ％ ；而
０１３５g／mL浓度设置糖消耗处于相对抑制状态 ，培养 １０d后含糖量仍有 ３０９２mg／mL ，仅消耗 ６２７８ ％ 。
与总糖相比 ，N素含量变化呈基本平稳趋势 ，基质浓度在 ０００５ ～ ０１３５g／mL 时 N 素消耗趋势大致相同 ，
培养 ２ ～ ７d菌液含 N量快速下降 ，大约在 ６ ～ ７d达到最低值 ，随后缓慢回升 ，进入相对平衡状态 。 ０００１g／mL
浓度设置 N 含量持续下降 ，培养 １０d 后总 N 含量由 ０１６g／kg 下降到 ００８g／kg ，消耗 ５０ ％ ；基质浓度
０００５g／mL 、００１５g／mL 设置培养 ２ ～ ６d总 N 含量分别由 ０２９g／kg 、０７６g／kg下降到 ０２６g／kg和 ０４２g／kg ，
消耗率为 １０３ ％ 、４４７ ％ ；基质浓度为 ００４５g／mL 、０１３５g／mL 设置培养 ２ ～ ７d总 N 含量分别由 ２２２g／kg 和
６１６g／kg下降到 １９３g／kg和 ５６４g／kg ，消耗率分别为 １３１ ％和 ８４ ％ 。
表 1 　基质浓度对淡紫拟青霉培养过程糖含量及其 N含量的影响
Tab１ 　 The dynamics of deoxidized carbohydrate content and N content in the process
of liquid culture under different substrate concentrations
培养天数／d
Cultured days
总糖含量／mg·mL － １
Deoxidized carbohydrate content
N 含量／g·kg － １
Nit rogen content
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
２ ０４８００ ３１８００ １０３５００ ３０２７００ ８３０８００ ０１６ ０２９ ０７６ ２２２ ６１６
３ ０００１０ ２６４００ ６７２００ ２５７９００ ８０６３００ ０１２ ０３０ ０６６ ２０７ ５９３
４ ０００１０ ２３３００ ２８６００ ２２９２００ ７７４０００ ０１７ ０２７ ０６０ ２００ ６４０
５ ０００１０ １６０００ １２７００ １９９４００ ６３１７００ ０２２ ０２７ ０６０ ２１３ ６２５
６ ００９００ ０７８００ ０２３００ ８５６００ ５７２４００ ００９ ０２６ ０４２ １９４ ５９１
７ ０００１０ ０６８００ ０２０００ １０５００ ５０００５４ ０１４ ０２８ ０４６ １９３ ５６４
８ ０００１０ ０４９００ ０００１５ ０９６００ ４１７７００ ０１４ ０３５ ０５９ ２０１ ５８８
９ ０００１０ ０３５００ ０００１０ ０８７００ ３９５４００ ０１４ ０２９ ０４８ １７１ ６４２
１０ ０００１０ ０３０００ ００９００ ０９１００ ３０９２００ ００８ ０３１ ０４８ １８９ ６１９
图 3 　基质浓度对淡紫拟青霉培养
过程毒力的影响
Fig３ 　 The effects of substrate concen
　 　 　 　trations on the toxicity to nematode
24 　基质浓度对淡紫拟青霉“NHPL03”菌株培养过程毒力的影响
由图 ３和图 ４可知 ，基质浓度对淡紫拟青霉 NHPL０３ 菌株培养过程
代谢物质毒力有显著影响 ，总体而言毒力随培养时间的增加而逐渐上升 ，对
实验数据进行聚类分析结果表明 ，当 λ ＝ ０４５３ 时可将所有基质浓度处理分
为 ２类 ：第 １类包括基质浓度 ０００１g／mL 与 ０１３５g／mL 处理 ，其毒力较低 ，
且最高毒力在 １５０１ ％ ～ ２２５ ％ 之间 ；第 ２ 类包括基质浓度 ０００５g／mL 、
００１５g／mL 、００４５g／mL 处 理 ，其 毒 力 水 平 较 高 ，最 高 毒 力 ４８８ ％ 、
６３５１ ％ 、５２３ ％分别出现在培养第 ６d 、８d和 ８d 。
图 4 　聚类分析图
Fig４ 　 The result of cluster analysis
3 　小结与讨论
基质浓度适中 （C ＋ N ＝ ００１５ ～
００４５g／mL）的试验组合较适合菌丝生长
与孢子生成 ；基质浓度太高或太低均不利于菌体生长 。 当基质浓度
＜ ００４５g／mL时 ，菌体生长量与基质浓度基本成正相关 ，而生长速率与基质
浓度成反比 。 当基质浓度达到 ０１３５g／mL 时 ，基质抑制效应显现 。吕欣
等［６］研究不同基质浓度对酒精发酵的影响发现 ，当初糖质量分数 ＞ １５ ％时 ，
酵母菌（酒精产生菌）生长开始受到抑制 ，而葡萄糖质量分数 ≤ １５ ％时 ，产物
浓度与初糖浓度之间存在线性关系 ，这与本研究结果较为接近 。
培养过程 pH值下降主要是缘于糖酵解产酸以及菌丝合成过程产生有机酸 ，随着 N 素利用及发酵后期
第 ４期 李 　芳等 ：基质浓度对淡紫拟青霉“NHPL０３”菌株生长的影响 １５５　
孢子消解 ，碱性氨基酸释放 ，又促使 pH 值回升 ，由此导致菌液 pH 值的动态变化 。 高基质浓度处理
（C ＋ N ＝ ０１３５g／mL）C源含量较高 ，糖持续消耗导致菌液过酸（pH ＝ ３９） ，由此推断基质浓度过高对菌体生
长的抑制作用不仅来自于基质抑制 ，且来源于 pH值的变化 。
糖 、N 消耗有内在联系 ，当糖消耗殆尽时 N 消耗也处于停滞状态 。菌丝与孢子生成消耗 N ，而孢子萌发
和菌体崩解又会释放出 N ，由此导致 N 素的动态消解态势 ，相对而言 ，生长过程总 N 含量变化不大 。因此可
推断 ，糖浓度对菌体生长的影响要明显大于 N 浓度的影响 。
一定范围内较高的基质浓度（C ＋ N ＝ ００４５g／mL）有利于菌体生长和杀线虫活性物质分泌 ，降低基质浓
度（C ＋ N ＝ ０００５g／mL）可促进产孢 。说明菌丝与孢子生成条件有所区别 。 由于菌体生长是孢子形成的基
础 ，且淡紫拟青霉菌最适合的 pH值为中性偏酸 ，故在菌体生成的前期 ，应设置较高基质浓度 ，以促进菌体生
长 ，但要促进菌体从营养生长转变为生殖生长应适当降低基质浓度 ，或采用分批补料方式［７］发酵培养淡紫
拟青霉 ，以保证营养供给及避免基质抑制作用 。总之 ，要使菌体生长和次生代谢物处于最佳状态 ，不仅需要选
择合适的基质浓度和发酵条件 ，且必须根据培养时段和培养目的对培养液的基质浓度加以适当调节和控制 。
参 　考 　文 　献
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２ 　 陈 　 坚 ，李 　 寅 ．发酵过程优化原理与实践 ．北京 ：化学工业出版社 ，２００２ ．１２ ～ ３５
３ 　 郭 　 勇 ．生物制药技术 ．北京 ：中国轻工业出版社 ，２０００ ．１ ～ ６５５
４ 　 宁正祥 ．食品成分分析手册 ．北京 ：中国轻工业出版社 ，１９９８ ．１ ～ ７９７
５ 　 唐启义 ，冯明光 ．实用统计分析及其计算机处理平台 ．北京 ：中国农业出版社 ，１９９７ ．１５ ～ ４０
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７ 　 张先恩 ，Jones A ．，Kole M ．两性绵霉菌生长的营养需求和发酵条件研究 ．微生物学报 ，１９９４ ，３４（１） ：５５ ～ ６４
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１０ ZakiFA ，Bhat tiDS ．Effect of culture media on sporulation of and its efficacy against Medloidogy javanica in tomato ．NematologiaMediter
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