放線菌(Actinomycetales)是一類介于細(xì)菌與 絲狀真菌之間而又接近于細(xì)菌的一類絲狀原核生 物,因氣生菌絲呈放射狀而得名,放線菌目可分為 10個(gè)亞類,其代表菌屬主要有鏈霉菌屬(Strepto- mycetes)?小單孢菌屬(Micromonospora)?諾卡氏 菌屬(Nocardia)?馬 杜 拉 放 線 菌 屬 (Actinomadu- ra)?游動(dòng)放線菌屬(Actinoplanes),其中以鏈霉菌屬為主。放線菌能產(chǎn)生豐富的、活性多樣的次 級(jí)代謝產(chǎn)物,人類的生產(chǎn)、生活有著極為密切的關(guān) 系,其天然代謝產(chǎn)物一直是現(xiàn)代醫(yī)藥業(yè)、農(nóng)業(yè)和畜 牧業(yè)中藥物先導(dǎo)化合物的一個(gè)重要來源,如阿維 菌素、鏈霉素、寧南霉素、多抗霉素等,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 中有很重要的地位,同時(shí)應(yīng)用代謝產(chǎn)物防治植物 病害,可減少農(nóng)藥的用量,維系生態(tài)平衡,確保農(nóng) 業(yè)可持續(xù)發(fā)展。 生防 菌 弗 氏 鏈 霉 菌 K-7為 金 正 大 微 生 物 實(shí) 驗(yàn)室前期從臨沭黃瓜大棚中篩選得到,其發(fā)酵液 上清對(duì)黃瓜枯萎病菌、香蕉枯萎病菌等多種病原 菌都有很強(qiáng)的抑制作用,為進(jìn)一步研究其抑菌物 質(zhì)的成分及能否在功能性肥料中添加使用,本研究通過對(duì) K-7發(fā)酵液上清經(jīng)過高溫和高鹽分處 理,看發(fā)酵液上清中抑菌物質(zhì)對(duì)溫度和鹽分的耐 受性,為后期純化、成分分析及在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用 提供依據(jù)。
生防菌弗氏鏈霉菌 K-7為金正 大微生物實(shí)驗(yàn)室保存,前期研究表明在其發(fā)酵液 上清中含有抑菌物質(zhì)。
黃 瓜 立 枯 病 菌(cucumber Rhizoctoniasolani)、香 蕉 枯 萎 病 菌 (Fusarium oxysporumf.sp.cubense),所用供試病原菌菌 株 均由本實(shí)驗(yàn)室保存。
PDA 液 體 培 養(yǎng) 基:馬 鈴 薯200 g,葡 萄 糖20g,蒸 餾 水1000mL。PDA 固 體 培 養(yǎng)基:馬鈴薯200g,葡萄糖20g,瓊脂15g,蒸餾 水1000mL。
亞磷酸二氫鉀,分析純,由金正大 生態(tài)集團(tuán)股份有限公司提供;實(shí)驗(yàn)所用其它化學(xué) 試劑均為分析純或按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB)規(guī)定要求。
分析天平(德國(guó)賽多利斯)、 智微立式滅菌鍋、無(wú)菌操作工作臺(tái)、生化培養(yǎng)箱(上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司)、 知楚搖床、打孔器、玻璃器皿等。
取 4 ℃冰 箱 中 PDA 斜 面 保 存 的 K-7 菌 株 在 固 體 PDA 平板上劃線 活 化,放 于28 ℃生 化 培 養(yǎng) 箱 培 養(yǎng)4d。然后在超凈工作臺(tái)中用直徑9mm 的打 孔器打菌片,挑 ?。雌?放 入 裝 有200mL 培 養(yǎng) 基 的1L三角瓶中,放入28 ℃恒溫?fù)u床培養(yǎng)60h。 培養(yǎng)完成后8000r·min-1,離心20min,上清即為 弗氏鏈霉菌 K-7發(fā)酵液上清。
含 藥平板的制備:配制 PDA 培養(yǎng)基,定量分裝于三 角瓶?jī)?nèi)滅菌,待培養(yǎng)基冷卻至50℃左右時(shí)加入相 應(yīng)的發(fā)酵液上清,制成含有不同濃度抑菌物質(zhì)的 培養(yǎng)基,搖勻后倒入培養(yǎng)皿內(nèi)冷凝備用。 發(fā)酵液抑菌效果測(cè)定:將各指示菌株 接 種 至PDA 平板上,28 ℃培養(yǎng)48h,用直徑為9mm 打 孔器打取菌落邊緣菌塊作為接種物。將菌塊隨機(jī) 轉(zhuǎn)接到含有不同濃度抑菌物質(zhì)的培養(yǎng)皿中央,以 不加發(fā)酵液上清的培養(yǎng)基作空白對(duì)照,每一處理 重復(fù) 3 次,置于28 ℃下培養(yǎng)2d ,利用十字交叉 法測(cè)量菌落直徑按照下面求出發(fā)酵液對(duì)供試菌的 抑制率。 抑制率(%)=(對(duì)照菌落直徑-處理菌落直 徑)/對(duì)照菌落直徑×100
取滅菌 的10mL離心管數(shù)只,每只裝入5mL 弗氏鏈霉 菌 K-7發(fā)酵液上清,分別放到25,60,80 ℃(分別 標(biāo)記為 T1、T2、T3)恒 溫 烘 箱,處 理 時(shí) 間 為4h。 處理完成后按1.2.2的活性測(cè)定方法測(cè)定高溫處 理后的上清 液 中 抑 菌 物 質(zhì) 的 活 性,純 PDA 培 養(yǎng) 基(CK)作為對(duì)照。
取發(fā)酵液上清加入一定量的亞磷酸二氫鉀配成 母液,充分溶解后室溫放置48h后按1.2.2的方 法測(cè)定上 清 液 抑 菌 成 分 對(duì) 黃 瓜 立 枯 病 菌 抑 菌 活 性,等濃度的亞磷酸二氫鉀溶液和未加鹽處理的 上清液作為對(duì)照。試驗(yàn)處理分別為 T1:100g·L-1 的亞磷酸二氫鉀;T2:100g·L-1的亞磷酸 二 氫 鉀 和發(fā)酵液上清復(fù)配;T3:發(fā)酵液上清,配置帶毒平 板時(shí)按10、20、50和100倍稀釋加入。
采 用 Excel2013 和 SPSS 18.0進(jìn) 行 數(shù) 據(jù) 處 理,采 用 Duncan′s multiple rangetest中 的 方 差 分 析 (ANOVA)方 法 進(jìn) 行 分析。
由表1可知,不同溫度處理的弗氏鏈霉菌 K- 7發(fā)酵液上清對(duì)黃瓜立枯病菌、香 蕉 枯 萎 病 菌 均 有不同程度的抑制作用,比較 T1、T2、T3三個(gè)溫 度處理后對(duì)立枯病菌和枯萎病菌的抑制率均無(wú)顯 著差異,抑制率沒有明顯變化,說明發(fā)酵液上清經(jīng) 60和80 ℃處理后,其中的抑菌物質(zhì)活性沒有明 顯變化,說明其抑菌物質(zhì)對(duì)80 ℃高溫較為穩(wěn)定。
由表2可知,不同處理的弗氏鏈霉菌 K-7發(fā) 酵液上清對(duì)黃瓜立枯病菌均有不同程度的抑制作 用,比較同一 稀 釋 梯 度 抑 制 率,可 以 看 出 K-7發(fā) 酵液上清和高濃度亞磷酸二氫鉀復(fù)配(T2)后,對(duì) 絲核菌的抑制效果顯著優(yōu)于單獨(dú)上清液(T3),二 者顯著優(yōu)于單獨(dú)的亞磷酸二氫鉀(T1)處理,說明 發(fā)酵液上清中的抑菌物質(zhì)對(duì)高濃度亞磷酸二氫鉀 較為穩(wěn)定。
通過 對(duì) 生 防 菌 弗 氏 鏈 霉 菌 K-7所 產(chǎn) 抑 菌 物 質(zhì)的穩(wěn) 定 性 研 究 發(fā) 現(xiàn),K-7 所 產(chǎn) 抑 菌 物 質(zhì) 能 在 80 ℃下放置4h其抑菌活性沒有顯著下降,說明 對(duì)溫度較為穩(wěn)定,因?yàn)樵诤笃谔峒冞^程會(huì)經(jīng)過高 溫滅活、噴霧干燥等過程,K-7所產(chǎn)抑菌物質(zhì)對(duì)高 溫較為穩(wěn)定,有助于后期進(jìn)行提純并對(duì)其化學(xué)結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步的研究。 弗氏 鏈 霉 菌 K-7發(fā) 酵 液 上 清 和 亞 磷 酸 二 氫 鉀復(fù)配成100g·L-1的鹽溶液放置48h后,復(fù)配液 對(duì)黃瓜立枯病菌的抑制率優(yōu)于單獨(dú)的 K-7發(fā) 酵 液上清,優(yōu)于單獨(dú)的亞磷酸二氫鉀溶液,說明 K-7 所產(chǎn)抑菌物質(zhì)對(duì)高濃度亞磷酸二氫鉀較為穩(wěn)定。 有研究認(rèn)為,亞磷酸鹽能干擾和抑制病菌菌絲生 長(zhǎng)及產(chǎn)孢,直接保護(hù)寄主,同時(shí)亞磷酸鹽施用后被 葉片、根部吸收,運(yùn)送至植株體內(nèi),等植物病菌入 侵時(shí),刺激植株產(chǎn)生植物防御素。K-7所產(chǎn)抑 菌物質(zhì)對(duì)高濃度亞磷酸二氫鉀較為穩(wěn)定,同時(shí)能 加強(qiáng)亞磷酸鹽對(duì)立枯病菌、枯萎病菌等植物病害 的抑制作用,可以復(fù)配成農(nóng)藥或者肥料,在農(nóng)業(yè)生 產(chǎn)中應(yīng)用。 植物病害是嚴(yán)重威脅農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自然生物災(zāi) 害之一,植物的健康和人的生活和健康息息相關(guān)。 常年化學(xué)農(nóng)藥的防治,導(dǎo)致防治效果下降,同時(shí)污 染了環(huán)境,也影響著人們的身體健康;放線菌種類 繁多,代謝功能各異,能產(chǎn)生大量的,種類繁多的 抗生素,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上起重要作用,如用阿維菌素 防 治 根 結(jié) 線 蟲,用井岡霉素防治水 稻紋枯 病,用寧南霉素防治煙草花葉病毒病都取得了 極好的效果,同 時(shí) 又 綠 色 環(huán) 保,不 會(huì) 污 染 環(huán) 境 和影響人類健康。