張雪輝
(邢臺(tái)學(xué)院生物化學(xué)系,河北邢臺(tái),054001)
西葫蘆灰霉病主要是由灰葡萄孢菌(Botrytis cinereaPers.)侵染引起的。該病原菌寄主廣泛,可引起多種蔬菜、果樹和花卉植物的灰霉病[1],已成為設(shè)施蔬菜栽培的限制性障礙。生產(chǎn)上以化學(xué)防治為主,但由于農(nóng)藥大量長期的使用,不僅容易使病菌產(chǎn)生抗藥性,還污染環(huán)境,對(duì)人畜造成了極大的為害。本研究旨在對(duì)該病的拮抗細(xì)菌的抗菌物質(zhì)產(chǎn)生條件進(jìn)行研究,旨在為開發(fā)生物農(nóng)藥提供理論基礎(chǔ),從而為西葫蘆的綠色生產(chǎn)服務(wù)。
拮抗細(xì)菌XTB-108由邢臺(tái)學(xué)院生物化學(xué)系微生物實(shí)驗(yàn)室從污水中分離所得;西葫蘆灰霉病菌(Botrytis cinerea),微生物實(shí)驗(yàn)室分離保存;PDA;LB培養(yǎng)基;LB培養(yǎng)液。
①拮抗細(xì)菌母液的制備 將試管保存的菌種轉(zhuǎn)接至LB培養(yǎng)基平板上活化,24 h后挑取一環(huán)接種于100 mL液體培養(yǎng)基中,搖床上30℃,180 r/min振蕩培養(yǎng)24 h,制成5.2×108cfu/mL的懸浮液,稱為母液。
②最佳發(fā)酵時(shí)間的測(cè)定 取母液7 mL加入到盛有100 mL LB培養(yǎng)液的三角瓶中,在30℃,180 r/min的條件下振蕩培養(yǎng), 分別在 0,8,16,24,32,40,48,56,64,72 h取出,離心過濾,采用牛津杯法進(jìn)行生物測(cè)定[2],每個(gè)牛津杯加入20 μL培養(yǎng)液,以無菌水作對(duì)照,在30℃下培養(yǎng)72 h,測(cè)定抑菌活性。
③不同接種量對(duì)發(fā)酵液抑菌活性的影響 將母液分別取 0.5,1,3,5,7,10,15,20,30 mL 接種于 100 mL的LB培養(yǎng)液中,搖床上30℃,180 r/min振蕩培養(yǎng)48 h后取出,離心、過濾,測(cè)定無菌發(fā)酵液的抑菌活性(同②)。
④培養(yǎng)液初始pH值對(duì)發(fā)酵液抑菌活性的影響
將培養(yǎng)液用1 mol/L HCl或1 mol/L NaOH分別精確調(diào) pH 值至 4,5,6,7,8,9,10,11, 經(jīng) 121℃高壓濕熱滅菌30 min。取母液7 mL加入到盛有100 mL的LB培養(yǎng)液中,搖床上30℃,180 r/min振蕩培養(yǎng)48 h,取出后離心、過濾,測(cè)定無菌發(fā)酵液的抑菌活性(同②)。
⑤培養(yǎng)方式對(duì)發(fā)酵液抑菌活性的影響 取母液7 mL加入到盛有100 mL的LB培養(yǎng)液中,設(shè)置靜止、間歇振蕩(12 h/d)和振蕩(24 h/d,180 r/min)3 個(gè)處理,30℃培養(yǎng),48 h后測(cè)定其無菌濾液的抑菌活性(同②),確定其最佳培養(yǎng)方式。
由圖1可知,XTB-108菌株發(fā)酵液開始隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長抑菌活性逐漸提高,培養(yǎng)40~48 h其抑菌活性驟然升高,48h抑菌活性達(dá)到最高為64.67%,隨后抑菌活性開始下降。所以最佳發(fā)酵時(shí)間定為48~56 h,以下培養(yǎng)時(shí)間均為發(fā)酵培養(yǎng)48 h。
表1 不同pH值對(duì)XTB-108菌株產(chǎn)生抗菌物質(zhì)的影響
表2 不同培養(yǎng)方式對(duì)XTB-108菌株產(chǎn)生抗菌物質(zhì)的影響
從圖2可知,不同接種量對(duì)抑菌活性有一定的影響。在加入量為0.5~7 mL時(shí),隨著接種量的增加,發(fā)酵濾液的抑菌活性增高,加入7 mL時(shí),抑菌活性達(dá)最高(64.32%),隨后接種量越大,抑菌活性開始降低。所以本試驗(yàn)采用每100 mL培養(yǎng)基中加入7 mL母液的接種量為最好。
由表1可以看出,發(fā)酵液的初始pH值對(duì)XTB-108菌株的發(fā)酵液抑菌活性影響較大。在pH值4~7時(shí)隨著pH值的增大,抑菌活性增強(qiáng),在pH值為7時(shí)抑制活性達(dá)到最大值,在pH值7~8時(shí)保持平穩(wěn),隨后活性驟然降低。說明在酸性條件下不利于抑菌物質(zhì)的產(chǎn)生,同時(shí)堿性過強(qiáng)直接影響著該菌的生長,也不利于抑菌物質(zhì)的產(chǎn)生,只有在pH值7~8的弱堿性條件下才有利于產(chǎn)物活性成分的提高。
由表2可見,培養(yǎng)方式對(duì)XTB-108菌株產(chǎn)生抗菌物質(zhì)的影響較大。振蕩培養(yǎng)有利于抗菌物質(zhì)的產(chǎn)生,其無菌濾液對(duì)灰霉菌的抗菌活性 (抑菌率64.20%)高于間歇振蕩培養(yǎng)(抑菌率47.50%)和靜止培養(yǎng)(0%)。值得關(guān)注的是,靜止培養(yǎng)的發(fā)酵液對(duì)灰霉菌無任何影響,表明該菌抑菌物質(zhì)需要有充足的氧的供應(yīng)才能產(chǎn)生。
試驗(yàn)結(jié)果表明,在30℃,180 r/min振蕩培養(yǎng)條件下,培養(yǎng)48 h,每100 mL LB培養(yǎng)液中接種發(fā)酵液母液7 mL,培養(yǎng)液的初始pH值為7~8時(shí)的培養(yǎng)基,是XTB-108產(chǎn)生抗菌物質(zhì)的最佳條件。但該菌株是通過室內(nèi)對(duì)峙培養(yǎng)和溫室內(nèi)西葫蘆苗期生物測(cè)定篩選出的拮抗菌,對(duì)其抗菌物質(zhì)產(chǎn)生條件也僅是通過室內(nèi)搖瓶培養(yǎng)試驗(yàn)測(cè)得。還應(yīng)進(jìn)一步對(duì)其最佳防治劑量、最佳防治時(shí)間及最佳定植條件等進(jìn)行研究,使得生產(chǎn)者在使用生防菌時(shí),能科學(xué)施用,人為地調(diào)控田間及棚室的環(huán)境因素,充分發(fā)揮其生防潛能。
[1]韓兆均.植物保護(hù)學(xué)通論[M].北京:高等教育出版社,2001.
[2]李俊,紀(jì)明山,劉浩強(qiáng),等.番茄灰霉病拮抗細(xì)菌R26抗菌物質(zhì)產(chǎn)生條件的研究[J].沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2004,35(2):105-108.
[3]韓斯琴,徐梅,白震,等.番茄灰霉病拮抗菌D2-4發(fā)酵條件的研究[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2004,35(1):93-98.