放線菌(Actinomycetales)是一類介于細菌與 絲狀真菌之間而又接近于細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)?游動放線菌屬(Actinoplanes),其中以鏈霉菌屬為主。放線菌能產生豐富的、活性多樣的次 級代謝產物,人類的生產、生活有著極為密切的關 系,其天然代謝產物一直是現代醫藥業、農業和畜 牧業中藥物先導化合物的一個重要來源,如阿維 菌素、鏈霉素、寧南霉素、多抗霉素等,在農業生產 中有很重要的地位,同時應用代謝產物防治植物 病害,可減少農藥的用量,維系生態平衡,確保農 業可持續發展。 生防 菌 弗 氏 鏈 霉 菌 K-7為 金 正 大 微 生 物 實 驗室前期從臨沭黃瓜大棚中篩選得到,其發酵液 上清對黃瓜枯萎病菌、香蕉枯萎病菌等多種病原 菌都有很強的抑制作用,為進一步研究其抑菌物 質的成分及能否在功能性肥料中添加使用,本研究通過對 K-7發酵液上清經過高溫和高鹽分處 理,看發酵液上清中抑菌物質對溫度和鹽分的耐 受性,為后期純化、成分分析及在農業生產中使用 提供依據。
生防菌弗氏鏈霉菌 K-7為金正 大微生物實驗室保存,前期研究表明在其發酵液 上清中含有抑菌物質。
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 均由本實驗室保存。
PDA 液 體 培 養 基:馬 鈴 薯200 g,葡 萄 糖20g,蒸 餾 水1000mL。PDA 固 體 培 養基: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 生態集團股份有限公司提供;實驗所用其它化學 試劑均為分析純或按國家標準(GB)規定要求。
分析天平(德國賽多利斯)、 智微立式滅菌鍋、無菌操作工作臺、生化培養箱(上海精宏實驗設備有限公司)、 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 箱 培 養4d。然后在超凈工作臺中用直徑9mm 的打 孔器打菌片,挑 取4片 放 入 裝 有200mL 培 養 基 的1L三角瓶中,放入28 ℃恒溫搖床培養60h。 培養完成后8000r·min-1,離心20min,上清即為 弗氏鏈霉菌 K-7發酵液上清。
含 藥平板的制備:配制 PDA 培養基,定量分裝于三 角瓶內滅菌,待培養基冷卻至50℃左右時加入相 應的發酵液上清,制成含有不同濃度抑菌物質的 培養基,搖勻后倒入培養皿內冷凝備用。 發酵液抑菌效果測定:將各指示菌株 接 種 至PDA 平板上,28 ℃培養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 轉接到含有不同濃度抑菌物質的培養皿中央,以 不加發酵液上清的培養基作空白對照,每一處理 重復 3 次,置于28 ℃下培養2d ,利用十字交叉 法測量菌落直徑按照下面求出發酵液對供試菌的 抑制率。 抑制率(%)=(對照菌落直徑-處理菌落直 徑)/對照菌落直徑×100
取滅菌 的10mL離心管數只,每只裝入5mL 弗氏鏈霉 菌 K-7發酵液上清,分別放到25,60,80 ℃(分別 標記為 T1、T2、T3)恒 溫 烘 箱,處 理 時 間 為4h。 處理完成后按1.2.2的活性測定方法測定高溫處 理后的上清 液 中 抑 菌 物 質 的 活 性,純 PDA 培 養 基(CK)作為對照。
取發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 法測定上 清 液 抑 菌 成 分 對 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 上清液作為對照。試驗處理分別為 T1:100g·L-1 的亞磷酸二氫鉀;T2:100g·L-1的亞磷酸 二 氫 鉀 和發酵液上清復配;T3:發酵液上清,配置帶毒平 板時按10、20、50和100倍稀釋加入。
采 用 Excel2013 和 SPSS 18.0進 行 數 據 處 理,采 用 Duncan′s multiple rangetest中 的 方 差 分 析 (ANOVA)方 法 進 行 分析。
由表1可知,不同溫度處理的弗氏鏈霉菌 K- 7發酵液上清對黃瓜立枯病菌、香 蕉 枯 萎 病 菌 均 有不同程度的抑制作用,比較 T1、T2、T3三個溫 度處理后對立枯病菌和枯萎病菌的抑制率均無顯 著差異,抑制率沒有明顯變化,說明發酵液上清經 60和80 ℃處理后,其中的抑菌物質活性沒有明 顯變化,說明其抑菌物質對80 ℃高溫較為穩定。
由表2可知,不同處理的弗氏鏈霉菌 K-7發 酵液上清對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 酵液上清和高濃度亞磷酸二氫鉀復配(T2)后,對 絲核菌的抑制效果顯著優于單獨上清液(T3),二 者顯著優于單獨的亞磷酸二氫鉀(T1)處理,說明 發酵液上清中的抑菌物質對高濃度亞磷酸二氫鉀 較為穩定。
通過 對 生 防 菌 弗 氏 鏈 霉 菌 K-7所 產 抑 菌 物 質的穩 定 性 研 究 發 現,K-7 所 產 抑 菌 物 質 能 在 80 ℃下放置4h其抑菌活性沒有顯著下降,說明 對溫度較為穩定,因為在后期提純過程會經過高 溫滅活、噴霧干燥等過程,K-7所產抑菌物質對高 溫較為穩定,有助于后期進行提純并對其化學結構、理化性質進行進一步的研究。 弗氏 鏈 霉 菌 K-7發 酵 液 上 清 和 亞 磷 酸 二 氫 鉀復配成100g·L-1的鹽溶液放置48h后,復配液 對黃瓜立枯病菌的抑制率優于單獨的 K-7發 酵 液上清,優于單獨的亞磷酸二氫鉀溶液,說明 K-7 所產抑菌物質對高濃度亞磷酸二氫鉀較為穩定。 有研究認為,亞磷酸鹽能干擾和抑制病菌菌絲生 長及產孢,直接保護寄主,同時亞磷酸鹽施用后被 葉片、根部吸收,運送至植株體內,等植物病菌入 侵時,刺激植株產生植物防御素。K-7所產抑 菌物質對高濃度亞磷酸二氫鉀較為穩定,同時能 加強亞磷酸鹽對立枯病菌、枯萎病菌等植物病害 的抑制作用,可以復配成農藥或者肥料,在農業生 產中應用。 植物病害是嚴重威脅農業生產的自然生物災 害之一,植物的健康和人的生活和健康息息相關。 常年化學農藥的防治,導致防治效果下降,同時污 染了環境,也影響著人們的身體健康;放線菌種類 繁多,代謝功能各異,能產生大量的,種類繁多的 抗生素,在農業生產上起重要作用,如用阿維菌素 防 治 根 結 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 又 綠 色 環 保,不 會 污 染 環 境 和影響人類健康。