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簡青霉CEF-818固體發(fā)酵工藝優(yōu)化

2022-07-09 10:00蒲丹丹趙麗紅張亞林馮鴻杰朱荷琴顧愛星馮自力
中國生物防治學報 2022年3期
關鍵詞:青霉麥麩分生孢子

蒲丹丹,李 艷,趙麗紅,張亞林,魏 鋒,馮鴻杰,朱荷琴,顧愛星,彭 軍,*,馮自力*

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院/棉花教育部工程研究中心,烏魯木齊 830052;2.中國農(nóng)業(yè)科學院棉花研究所/棉花生物學國家重點實驗室,安陽 455000)

棉花是重要的纖維作物之一,作為我國重要的戰(zhàn)略物資,具有很高的經(jīng)濟價值和國防地位。由大麗輪枝菌Verticilliumdahliae引起的棉花黃萎?。–otton Verticillium wilt)是世界范圍內(nèi)重要的土傳病害。該病于1914年在美國弗吉利亞州首次被發(fā)現(xiàn)[1,2],隨后,在1935年由美國傳入我國,并逐年蔓延擴散,尤其是1993年,該病在我國各棉區(qū)大面積爆發(fā),達到267萬hm2[3,4],嚴重影響我國棉花產(chǎn)量和纖維品質(zhì),成為我國棉花優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的主要影響因素[5-7]。目前,輪作倒茬、抗病品種選育以及化學防治等是防治棉花黃萎病的主要措施。但由于黃萎病微菌核在土壤中存活時間久,寄主范圍廣,黃萎病致病力變異快,抗病品種不易獲得[8-12];化學防治雖然對棉花黃萎病的防治效果強、穩(wěn)定性高,但對人畜的安全造成了很大的隱患,對環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展造成了很大的影響[13]。近年來,生物防治以綠色環(huán)保,不易產(chǎn)生抗性等優(yōu)勢被人們關注并且應用于實踐中[14]。防治棉花黃萎病的生防微生物有很多種,主要包括拮抗細菌、真菌、放線菌等[13]。

目前,植物病害有效的生物防治措施是將生防菌制成生防菌劑,施入土壤中進行植物病害的防治[15]。通常,生防菌劑的制備主要有液體發(fā)酵和固體發(fā)酵兩種方法,但液體發(fā)酵生產(chǎn)成本高、產(chǎn)品分生孢子的產(chǎn)量低、產(chǎn)品保質(zhì)時間短、不方便運輸[16]。與液體發(fā)酵相比,固體發(fā)酵具有設備簡單、物料成本低、產(chǎn)物加工簡單且環(huán)保、易儲存、方便運輸、分生孢子量高等優(yōu)點。近年來,有關生防菌的固體發(fā)酵優(yōu)化報道較多,汪軍等[17]利用玉米粉、甘蔗渣、麩皮和殼聚糖為主要成分進行固體發(fā)酵淡紫擬青霉Paecilomyces lilacinus,產(chǎn)孢量最大可達8.22×1010CFU/g。Brand等[18]利用甘蔗渣分別與脫脂大豆餅和咖啡殼組合培養(yǎng)淡紫擬青霉產(chǎn)孢量最大達1.53×1010CFU/g。谷軍等[19]通過研究固體發(fā)酵過程,得出玉米粉作用顯著,能顯著提高淡紫擬青霉的分生孢子數(shù),可達到1.31×1010CFU/g。盧智琴等[15]通過對發(fā)酵底物、發(fā)酵條件進行優(yōu)化,得到AT9最佳發(fā)酵基質(zhì)為麥麩、玉米粉、玉米秸稈粉按2:1:3質(zhì)量比;最佳碳源、氮源與無機鹽比例為4%葡萄糖、6%硝酸鉀、2%碳酸鈣;固料:水為1:1.2;20%的接種量,32 ℃黑暗條件培養(yǎng)8 d為最佳發(fā)酵條件。

簡青霉PenicilliumsimplicissimumCEF-818是由中國農(nóng)業(yè)科學院棉花研究所棉花病害防控團隊從健康的棉花植株中分離獲得,屬于青霉屬的叉狀亞屬,可在 PDA培養(yǎng)基上生長,其菌落表面呈淡灰綠色,分生孢子呈圓形或橢圓形。該菌株可置于30%的甘油中,-80 ℃溫度下長期保存。簡青霉CEF-818非揮發(fā)性代謝產(chǎn)物對大麗輪枝菌的抑制率為100%[20];王玲飛[21]通過溫室和病圃試驗發(fā)現(xiàn),CEF-818對棉花黃萎病的有顯著的防治效果。Yuan等[22]發(fā)現(xiàn)CEF-818可誘導棉花中防御相關基因PAL、PPO和POD的上調(diào)表達。和生產(chǎn)上應用較多的枯草芽孢桿菌相比,防治效果提高25.1%左右[20]。因此,簡青霉CEF-818在棉花黃萎病的生物防治上具有巨大的潛力。

目前,對簡青霉 CEF-818固體發(fā)酵優(yōu)化的研究還未見有報道。因此,本研究旨在對簡青霉 CEF-818固體發(fā)酵培養(yǎng)基以及發(fā)酵條件進行篩選,以期得到該生防菌最佳的固體發(fā)酵工藝,為簡青霉CEF-818生防菌劑的規(guī)?;a(chǎn)奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試菌株:內(nèi)生真菌簡青霉Penicilliumsimplicissimum(CGMCC No.8320)CEF-818,由本實驗室保藏(分離自健康的棉花植株)。

試劑:葡萄糖、蔗糖、氯化銨、氯化鈉等試劑均為國產(chǎn)分析純(AR),淀粉、麥芽糖、乳糖、牛肉膏等均為生化試劑(BR)。

培養(yǎng)基:馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(potato dextrose agar,PDA):馬鈴薯200 g/L、葡萄糖20 g/L、瓊脂1.5 g/L,pH自然。

馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)基(potato dextrose,PDB):同PDA培養(yǎng)基,但不加瓊脂,pH自然。

1.2 菌株的活化和固體發(fā)酵種子液的制備

利用PDA培養(yǎng)基對CEF-818進行活化,挑取活化好的CEF-818菌餅,置入PDB液體培養(yǎng)基中,在25 ℃、180 r/min搖床中培養(yǎng)7 d,得到種子液,備用。

1.3 發(fā)酵培養(yǎng)物篩選

分別選取玉米芯、玉米糝、米糠、小米糠、小麥粒、油菜莖稈、玉米莖稈、大豆粉、黃豆粉、麥麩10種物料,稱取30 g,按料水比1:1加入無菌水,混合均勻后裝入200 mL培養(yǎng)瓶中,121 ℃下滅菌30 min,待冷卻后,按照10%(V/M)的接種量接入種子液,并攪拌至與物料混勻后置于25 ℃恒溫培養(yǎng)箱中,暗培養(yǎng)7 d后采用血球計數(shù)板計數(shù)分生孢子數(shù),每組試驗3次重復。

1.4 不同液體接種量對產(chǎn)孢量的影響

選擇麥麩作為基礎培養(yǎng)物,將無菌水按料水比1:1添加至培養(yǎng)物中并混合均勻,按照1.3中的方法,進行潤料、滅菌,然后按3%、5%、10%、15%、20%、25%和30%(V/M)的接種量接入種子液,并攪拌至與物料混勻后置于25 ℃恒溫培養(yǎng)箱中,暗培養(yǎng)7 d后采用血球計數(shù)板計數(shù)分生孢子數(shù),每組試驗3次重復。

1.5 不同物料厚度對產(chǎn)孢量的影響

選擇麥麩作為基礎培養(yǎng)物,將無菌水按料水比1:1添加至培養(yǎng)物中并混合均勻,將物料設置1、2、3、4和5 cm不同的厚度,裝入200 mL的培養(yǎng)瓶中,然后參照1.3中的方法進行滅菌后,按5%(V/M)的接種量接入種子液,并攪拌至與物料混勻后置于25 ℃恒溫培養(yǎng)箱中,暗培養(yǎng)7 d后采用血球計數(shù)板計數(shù)分生孢子數(shù),每組試驗3次重復。

1.6 不同發(fā)酵時間對產(chǎn)孢量的影響

選擇麥麩作為基礎培養(yǎng)物,將無菌水按料水比1:1添加至培養(yǎng)物中并混合均勻,按照1.3中的方法,進行潤料、滅菌,按5%(V/M)的接種量接入種子液,并攪拌至與物料混勻后置于25 ℃恒溫培養(yǎng)箱中分別培養(yǎng)3、4、5、6、7、8和9 d天后采用血球計數(shù)板計數(shù)分生孢子數(shù),每組試驗3次重復。

1.7 不同培養(yǎng)溫度對產(chǎn)孢量的影響

選擇麥麩作為基礎培養(yǎng)物,將無菌水按料水比1:1添加至培養(yǎng)物中并混合均勻,按照1.3中的方法,進行潤料、滅菌,按5%(V/M)的接種量接入種子液,并攪拌至與物料混勻后分別放置在25 ℃、28 ℃、32 ℃、36 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)暗培養(yǎng)7 d后采用血球計數(shù)板計數(shù)分生孢子數(shù),每組試驗3次重復。

1.8 培養(yǎng)基起始pH對產(chǎn)孢量的影響

選擇麥麩作為基礎培養(yǎng)物,將無菌水的pH依次調(diào)至為3、5、7、9和11,將無菌水按料水比1:1添加至培養(yǎng)物中并混合均勻,按1.3中的方法,進行潤料、滅菌后,按5%(V/M)的接種量接入種子液,并攪拌至與物料混勻后置于28 ℃恒溫培養(yǎng)箱中,暗培養(yǎng)7 d后采用血球計數(shù)板計數(shù)分生孢子數(shù),每組試驗3次重復。

1.9 固體發(fā)酵培養(yǎng)基組成單因素試驗

1.9.1 料水比對產(chǎn)孢量的影響 選擇麥麩為基礎培養(yǎng)物,設置料水比為1:0.4、1:0.6、1:0.8、1:1、1:1.2和1:1.4,將物料裝入200 mL的培養(yǎng)瓶中,使物料厚度為2 cm,121 ℃下滅菌30 min,待冷卻后,按照5%(V/M)的接種量接入種子液,并攪拌至與物料混勻后置于28 ℃恒溫培養(yǎng)箱中暗培養(yǎng)5 d后采用血球計數(shù)板計數(shù)分生孢子數(shù),每組試驗3次重復。

1.9.2 不同種類速效碳源及添加量對產(chǎn)孢量的影響 選擇麥麩作為基礎培養(yǎng)物,按料水比 1:0.6加入無菌水,分別以蔗糖、葡萄糖、乳糖、可溶性淀粉、麥芽糖和D-甘露醇為碳源,按占培養(yǎng)物濕料重4%(M/M)的添加量分別添加至基礎培養(yǎng)物中并混合均勻,設無添加碳源的培養(yǎng)基為對照,按照 1.9.1中的方法,進行潤料、滅菌、接種,培養(yǎng)5 d后采用血球計數(shù)板計數(shù)分生孢子數(shù),每組試驗3次重復。

速效碳源添加量對產(chǎn)孢量的影響:選擇麥麩為基礎培養(yǎng)物,按料水比 1:0.6加入無菌水,分別添加濃度為0、1%、2%、3%、4%、5%和6%(M/M)的葡萄糖至基礎培養(yǎng)物中并混合均勻,按照1.9.1中的方法,進行潤料、滅菌、接種,培養(yǎng)5 d天后采用血球計數(shù)板計數(shù)分生孢子數(shù),每組試驗3次重復。

1.9.3 不同種類氮源及添加量對產(chǎn)孢量的影響 選擇麥麩為基礎培養(yǎng)物,按料水比 1:0.6加入無菌水,分別以尿素、硝酸鉀、氯化銨、蛋白胨、牛肉膏和硝酸銨為氮源,按占培養(yǎng)基濕重0.5%(M/M)的添加量分別添加至基礎培養(yǎng)物中并混合均勻,設無添加氮源的培養(yǎng)基為對照,按照 1.9.1中的方法,進行潤料、滅菌、接種,培養(yǎng)5 d后采用血球計數(shù)板計數(shù)分生孢子數(shù),每組試驗3個重復。

氮源添加量對產(chǎn)孢量的影響:選擇麥麩為基礎培養(yǎng)物,按照料水比1:0.6加入無菌水,分別添加濃度為0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1%、1.2%和1.4%(M/M)的尿素至基礎培養(yǎng)物中并混合均勻后,按照1.9.1中的方法,進行潤料、滅菌、接種,培養(yǎng)5 d后采用血球計數(shù)板計數(shù)分生孢子數(shù),每組試驗3次重復。

1.9.4 不同種類無機鹽及添加量對產(chǎn)孢量的影響 選擇麥麩作為基礎培養(yǎng)物,按料水比1:0.6加入無菌水,分別以MnSO4、NaCl、ZnSO4、KCl、CuSO4、Ca(H2PO4)2和KH2PO4為無機鹽,按占培養(yǎng)物濕重1%(M/M)的添加量分別添加至基礎培養(yǎng)物中并混合均勻,設無添加無機鹽的培養(yǎng)基為對照,按照 1.9.1中的方法,進行潤料、滅菌、接種,培養(yǎng)5 d后采用血球計數(shù)板計數(shù)分生孢子數(shù),每組試驗3次重復。

無機鹽添加量對產(chǎn)孢量的影響:選擇麥麩為基礎培養(yǎng)物,按 1:0.6料水比加入無菌水,分別添加濃度為0、0.05%、0.35%、0.65%、0.95%、1.25%和1.55%(M/M)的KCl至基礎培養(yǎng)物中并混合均勻后,按照1.9.1中的方法,進行潤料、滅菌、接種,培養(yǎng)5 d后采用血球計數(shù)板計數(shù)分生孢子數(shù),每組試驗3次重復。

1.10 固體發(fā)酵培養(yǎng)基正交試驗優(yōu)化

根據(jù)對碳源添加量、氮源添加量、無機鹽添加量、料水比單因素優(yōu)化試驗結(jié)果,設計4因素3水平的正交試驗,7 d后采用血球計數(shù)板計數(shù)分生孢子數(shù),以產(chǎn)孢量為指標,共有9組試驗,每組試驗3個重復。正交表見表1。

表1 培養(yǎng)基組成正交因子水平表Table 1 Levels orthogonal experiment factors table

1.11 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Excel、SPSS 26軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,采用Origin進行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 固體發(fā)酵培養(yǎng)物篩選

固體發(fā)酵培養(yǎng)物初篩結(jié)果表明,培養(yǎng)物為麥麩時,分生孢子產(chǎn)量為17.8×108CFU/g,顯著高于其他原料;其次為小米糠和黃豆粉,分生孢子產(chǎn)量分別為10.6×108和6.83×108CFU/g。因此,選擇麥麩為簡青霉CEF-818為固體發(fā)酵培養(yǎng)物(圖1)。

圖1 不同發(fā)酵培養(yǎng)物基對簡青霉CEF-818產(chǎn)孢量的影響Fig.1 The effects of different basic medium on spores production of P.simplicissimum CEF-818

2.2 不同液體接種量對產(chǎn)孢量的影響

在一定范圍內(nèi),簡青霉CEF-818的分生孢子量隨著種子液接種量的增加而增加,當接種量達到5%(V/M)時,其分生孢子產(chǎn)量顯著高于其他接種量,為1.87×109CFU/g。然而,隨著接種量的繼續(xù)增加,其分生孢子產(chǎn)量逐漸減少。因此,簡青霉CEF-818發(fā)酵最適液體接種量為5%(V/M)(圖2)。

圖2 不同液體接種量對簡青霉CEF-818產(chǎn)孢量的影響Fig.2 The effects of different liquid inoculation quantity on spores production of P.simplicissimum CEF-818

2.3 不同物料厚度對產(chǎn)孢量的影響

物料厚度對簡青霉CEF-818分生孢子產(chǎn)量有很大的影響,在試驗過程中發(fā)現(xiàn),當物料厚度為2 cm時,簡青霉CEF-818的分生孢子產(chǎn)量達到最高值,為2.68×109CFU/g,且與其他處理組差異顯著(P<0.05)。但隨著物料厚度的繼續(xù)增加,其分生孢子產(chǎn)量逐漸減少。因此,簡青霉CEF-818發(fā)酵最適宜的物料厚度為2 cm(圖3)。

圖3 不同物料厚度對簡青霉CEF-818產(chǎn)孢量的影響Fig.3 The effects of different materal thickness on spores production of P.simplicissimum CEF-818

2.4 不同發(fā)酵時間對產(chǎn)孢量的影響

在簡青霉CEF-818發(fā)酵前期,主要以生長白色菌絲為主,從第4 d開始,分生孢子數(shù)顯著增加;發(fā)酵培養(yǎng)7 d,分生孢子數(shù)達到最大值,7~9 d分生孢子數(shù)無顯著差異(P>0.05)。因此,選擇7 d為簡青霉CEF-818的發(fā)酵周期(圖4)。

圖4 不同發(fā)酵時間對簡青霉CEF-818產(chǎn)孢量的影響Fig.4 The effects of different culture time on spores production of P.simplicissimum CEF-818

2.5 不同培養(yǎng)溫度對產(chǎn)孢量的影響

溫度對簡青霉CEF-818產(chǎn)孢量的影響較大,在一定溫度范圍內(nèi),分生孢子的量隨著溫度的升高而增加,當溫度達到28 ℃時,簡青霉CEF-818分生孢子產(chǎn)量最高,為35.41×108CFU/g,與其他溫度差異顯著(P<0.05)。但隨著溫度的繼續(xù)升高,其分生孢子產(chǎn)量逐漸減少(圖5)。因此,28 ℃為簡青霉CEF-818的最適發(fā)酵溫度。

圖5 不同培養(yǎng)溫度對簡青霉CEF-818產(chǎn)孢量的影響Fig.5 The effects of different culture temperature on spores production of P.simplicissimum CEF-818

2.6 不同起始pH水平對產(chǎn)孢量的影響

pH是影響菌體正常生長、繁殖和代謝的重要因子之一。在試驗過程中發(fā)現(xiàn),在初始pH為3和13時,簡青霉CEF-818的產(chǎn)孢量最低,當初始pH為7時,其產(chǎn)孢量為6.25×109CFU/g,顯著高于其他處理(P<0.05)(圖6)。

圖6 不同pH水平對簡青霉CEF-818產(chǎn)孢量的影響Fig.6 The effects of different pH levels on spores production of P.simplicissimum CEF-818

2.7 固體發(fā)酵培養(yǎng)基組成的優(yōu)化

2.7.1 料水比對產(chǎn)孢量的影響 培養(yǎng)基中水分的含量對簡青霉CEF-818的產(chǎn)孢量有很大的影響。在試驗過程中發(fā)現(xiàn),當料水比為1:0.6時,產(chǎn)孢量達到最高,為28.67×108CFU/g,與其他處理組差異顯著(P<0.05)。然后,CEF-818的產(chǎn)孢量隨著料水比比值降低而減少。因此,料水比為 1:0.6時物料的通氣性達到最佳,最有利于分生孢子的產(chǎn)生(圖7)。

2.7.2 不同種類的速效碳源及添加量對產(chǎn)孢量的影響 在基礎培養(yǎng)物麥麩中添加不同種類的碳源能夠提高簡青霉CEF-818的產(chǎn)孢量。當添加速效碳源為葡萄糖糖時,分生孢子數(shù)為2.17×109CFU/g,顯著高于其他碳源和對照組(P<0.05)。試驗結(jié)果表明,適宜的葡萄糖添加量能夠有效的促進簡青霉CEF-818的產(chǎn)孢,當葡萄糖的添加量為2%(M/M)時,分生孢子數(shù)為1.66×109CFU/g,顯著高于其他添加量(P<0.05)。因此最適宜簡青霉CEF-818產(chǎn)孢的碳源為葡萄糖,其添加量為2%(表2)。

2.7.3 不同種類的氮源及添加量對產(chǎn)孢量的影響 在基礎培養(yǎng)物麥麩中添加不同種類的氮源能夠提高簡青霉CEF-818的產(chǎn)孢量。當添加氮源為尿素時,分生孢子產(chǎn)量為9.0×108CFU/g,顯著高于其他氮源和對照組(P<0.05)。在試驗過程中發(fā)現(xiàn),適量的添加尿素,能夠有效的提高簡青霉CEF-818菌絲的生長和產(chǎn)孢量,當尿素的添加量為0.6%(M/M)時,分生孢子數(shù)為3.02×109CFU/g,顯著高于其他添加量(P<0.05)。因此最適宜簡青霉CEF-818產(chǎn)孢的氮源為尿素,其添加量為0.6%(M/M)(表3)。

表3 不同速效氮源及添加量對簡青霉CEF-818產(chǎn)孢量的影響Table 3 Effect of different quick-acting nitrogen sources and additions on the production of spores in P.simplicissimum CEF-818

2.7.4 不同種類的無機鹽及添加量對產(chǎn)孢量的影響 在基礎培養(yǎng)物麥麩中添加不同種類的無機鹽對簡青霉 CEF-818菌絲的生長和分生孢子的產(chǎn)生有不同的影響。當添加無機鹽為氯化鉀時,分生孢子數(shù)為 28.1×108CFU/g,顯著高于其他無機鹽和對照組(P<0.05)。當KCI的添加量為0.65%(M/M)時,分生孢子數(shù)為2.66×109CFU/g,顯著高于其他添加量(P<0.05)。因此最適宜簡青霉CEF-818產(chǎn)孢的無機鹽為KCl,其添加量為0.65%(M/M)(表4)。

表4 不同速效無機鹽及添加量對簡青霉CEF-818產(chǎn)孢量的影響Table 4 Effect of different quick-acting inorganic salts and additions on the production of spores of simple P.simplicissimum CEF-818

2.7.5 發(fā)酵培養(yǎng)基組成正交試驗 由正交試驗可得,CEF-818固體發(fā)酵培養(yǎng)基的最佳組合為處理 1(A3B2C3D1),即葡萄糖添加量為2.5%(M/M),尿素的添加量為0.6%(M/M),氯化鉀的添加量為0.6%(M/M),料水比為1:0.5,所產(chǎn)分生孢子數(shù)最高,為8.28×109CFU/g。根據(jù)極差分析得到影響CEF-818產(chǎn)孢量的主次因子為:KCl添加量>料水比>尿素添加量>葡萄糖添加量,其中KCl添加量、料水比、尿素添加量對產(chǎn)孢量的影響較大(表5)。因此,在生產(chǎn)過程中,要嚴格把控這三者的量。

表5 發(fā)酵培養(yǎng)基正交試驗結(jié)果Table 5 Orthogonal experimental results of fermentation medium

3 討論

固體發(fā)酵培養(yǎng)條件的優(yōu)化是微生物發(fā)酵成產(chǎn)品實現(xiàn)工業(yè)化的重要影響因素之一,微生物的生長和代謝產(chǎn)物的積累受多種因素的影響,如培養(yǎng)基組成、生長因子等[23]。目前,微生物發(fā)酵培養(yǎng)物的選擇大多為農(nóng)副產(chǎn)品,在這些原材料供應穩(wěn)定且價格低廉,同時能為微生物的發(fā)酵提供營養(yǎng)物質(zhì)。本研究在篩選發(fā)酵培養(yǎng)物時發(fā)現(xiàn),麥麩較適宜簡青霉 CEF-818的生長及產(chǎn)孢。易征璇等[24]在對康氏木霉Koningiitrichoderma進行固體發(fā)酵工藝優(yōu)化中,也發(fā)現(xiàn)其最佳的培養(yǎng)物為麥麩;劉世祥等[25]對生防菌深色木霉Trichoderma atrovirideAT-9的固體發(fā)酵工藝進行優(yōu)化,優(yōu)化后該生防菌株發(fā)酵培養(yǎng)物組成為麥麩30%、谷殼20%;由此可見,麥麩可為部分微生物的生長提供營養(yǎng)。目前,在實驗室和生產(chǎn)中葡萄糖、蔗糖、果糖、淀粉、麥麩、米糠等是常用的碳源,添加速效碳源葡萄糖有利于簡青霉CEF-818菌絲的生長,提高產(chǎn)孢量。楊英歌等[26]在進行豆粕固體發(fā)酵生產(chǎn)納豆激酶條件的優(yōu)化中,發(fā)現(xiàn)添加 1.5%的葡萄糖有利于菌體生長。本研究還發(fā)現(xiàn),適量的尿素顯著促進了CEF-818菌絲的生長和產(chǎn)孢量提高,而過多的尿素添加量對產(chǎn)孢量起到抑制作用。周蓮等[16]也發(fā)現(xiàn)添加適量的尿素能夠顯著促進淡紫擬青霉M-1菌絲的生長和產(chǎn)孢。速效無機鹽也是菌絲的生長和產(chǎn)孢量的影響因素之一,本研究發(fā)現(xiàn),0.6%(M/M)的KCl,能夠顯著促進CEF-818菌絲的生長和產(chǎn)孢量。陳鑫[27]在發(fā)酵優(yōu)化枯草芽胞桿菌BacillussubtilisHAINUP4,篩選到最佳無機鹽為KCl,添加量為0.1%。物料中的含水量對菌絲的生長和產(chǎn)孢量有很大的影響,料水比過低,物料中含水量過大,容易造成在發(fā)酵過程中物料結(jié)塊,通氣性不足,從而影響簡青霉CEF-818的生長和產(chǎn)孢量。而料水比過高,物料中含水量小,則抑制了簡青霉CEF-818的生長和產(chǎn)孢量。

菌株發(fā)酵不僅受培養(yǎng)基質(zhì)的影響,發(fā)酵條件也是影響發(fā)酵很重要的因素[28],溫度是影響微生物生長繁殖最重要的因素之一。因為溫度過高,會破壞微生物細胞內(nèi)酶的活性,嚴重抑制微生物的正常的生長,且微生物細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)在過高的溫度下容易發(fā)生凝固或者變性,最終,會造成微生物細胞的死亡;而過低的溫度,會嚴重抑制微生物的生長[29]。因此,在微生物的發(fā)酵生產(chǎn)中,需要保證適宜的發(fā)酵溫度,本研究結(jié)果表明,簡青霉CEF-818的最佳發(fā)酵溫度為28 ℃;發(fā)酵時間對微生物的生長也有很大的影響,固體發(fā)酵周期普遍為3~10 d,周蓮等[19]的研究結(jié)果表明,淡紫擬青霉最佳發(fā)酵溫度為28 ℃、發(fā)酵周期為7 d;易征璇等[24]的研究結(jié)果表明,康氏木霉的最佳酵溫度為28 ℃、發(fā)酵周期為7 d,與本研究結(jié)果一致。在本研究中發(fā)現(xiàn),當液體接種量達到最適接種量后,繼續(xù)增大接種量后簡青霉CEF-818的產(chǎn)孢量顯著減少,原因可能為當液體菌種量接種過多時,液體菌種積累了次代謝產(chǎn)物,過多的代謝產(chǎn)物可能會影響產(chǎn)孢,這與王亞嬌等的研究結(jié)果一致[28]。

本研究對該生防菌的工業(yè)化實際生產(chǎn)具有一定的參考意義,但在進行發(fā)酵優(yōu)化過程中,并未對不同因子間相互作用對簡青霉CEF-818產(chǎn)孢量的影響作進一步的深入研究,且研究還處于實驗室階段,未作進一步大規(guī)模生產(chǎn)分析,這些問題還有待進一步研究探討。

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