滲透壓對嗜線蟲致病桿菌YL001生長及抑菌活性物質(zhì)產(chǎn)生的影響.pdf

1、嗜線蟲致病桿菌在與線蟲、昆蟲相互作用的過程中，產(chǎn)生種類豐富的代謝產(chǎn)物，是一種重要的生物資源。嗜線蟲致病桿菌由侵染期的斯氏線蟲攜帶進(jìn)入昆蟲寄主體內(nèi)，主要在昆蟲血淋巴中繁殖，昆蟲血淋巴中攜帶較高的自由氨基酸、碳水化合物和無機(jī)鹽濃度，這就迫使菌體的生長及抑菌活性物質(zhì)產(chǎn)生不得不處于較高的滲透壓環(huán)境中。嗜線蟲致病桿菌代謝產(chǎn)物產(chǎn)生與外界環(huán)境條件（溫度、pH等）密切相關(guān)，環(huán)境滲透壓作為一種重要的環(huán)境因子，影響微生物細(xì)胞的生長及產(chǎn)物合成，但滲透壓對YL

2、001的影響卻鮮有報道。本研究以前期分離鑒定的一株具有較高抑菌活性的嗜線蟲致病桿菌Xenorhabdus nematophila YL001為材料，考察了滲透壓對X.nematophilus YL001的生理代謝特性、抑菌活性及抑菌活性物質(zhì)Nematophin、Xcns產(chǎn)生的影響，并通過添加外源相容性溶質(zhì)進(jìn)一步明確滲透壓對YL001發(fā)酵特性的影響，為菌種利用打下堅實的理論基礎(chǔ)。初步研究結(jié)果如下:
　　1、以NaCl為滲透壓調(diào)節(jié)物質(zhì)

3、，對NaCl濃度為0、5、10、20、30、40 g/L條件下YL001的生長、抑菌活性及抑菌活性物質(zhì)的產(chǎn)生進(jìn)行測定。結(jié)果表明，當(dāng)NaCl濃度為0 g/L時，菌體生物量最大，分別是NaCl濃度為5，10，20，30，40 g/L的1.01，1.13，1.50，1.85，2.98倍;隨著NaCl濃度的增大，發(fā)酵上清液及甲醇提取物的抑菌活性逐漸下降。NaCl濃度為0g/L時，YL001發(fā)酵上清液及甲醇提取物對枯草芽孢桿菌的抑菌圈直徑分別達(dá)到

4、21.83和21.17 mm，均顯著高于其他處理，同時，發(fā)酵液對水稻稻瘟病菌、番茄灰霉病菌、蘋果樹腐爛病菌、蘋果輪紋病菌、水稻紋枯病菌抑制率均高于85％，較NaCl為40 g/L時分別提高了0.26，1.74，0.12，2.02，1.06倍;NaCl濃度0 g/L時，YL001發(fā)酵上清液及其甲醇提取物對番茄灰霉病的保護(hù)效果分別達(dá)到68.98％和63.26％，較NaCl為40 g/L時分別提高了76.06％、318.94％，對番茄灰霉病的

5、治療效果分別為43.37％和44.18％，較NaCl為40 g/L時分別提高了671.71％、197.31％;
　　NaCl濃度0g/L時，Nematophin的含量為13.84 mg/L，分別是5、10、20、30、40g/L條件下的1.37、1.63、2.59、5.47、8.82倍; XCN1相對含量在NaCl濃度0g/L時最大，分別是NaCl濃度為5、10、20、30、40 g/L條件下的1.26、1.98、3.84、7.6

6、9、28.55倍。
　　2、鹽脅迫條件下，相容性溶質(zhì)L-脯氨酸會影響YL001菌體生長、抑菌活性及抑菌活性物質(zhì)的產(chǎn)生。在鹽脅迫（NaCl濃度為0、5、10、20、30、40 g/L）處理的TSB培養(yǎng)基中添加50 mmol的相容性溶質(zhì)L-脯氨酸，YL001菌體生長量分別較未添加L-脯氨酸時提高71.14％、67.74％、83.33％、234.48％、219.23％、93.75％;加入L-脯氨酸后，YL001對枯草芽孢桿菌的抑菌活性分

7、別提高18.08％、19.97％、24.20％、22.22％、34.93％、50.12％; NaCl濃度低于10 g/L時，L-脯氨酸可促進(jìn)Nematophin的產(chǎn)生，其中NaCl濃度為0、5、10 g/L時，Nematophin的積累較未添加L-脯氨酸時分別提高了85.06％、38.40％、27.72％; NaCl濃度為0、10、30 g/L時，添加L-脯氨酸可減少XCN1的產(chǎn)生，XCN1相對含量分別較未添加L-脯氨酸時下降44.09

8、％、35.30％、3.69％。
　　3、以山梨醇為滲透壓調(diào)節(jié)物質(zhì)，對山梨醇濃度為0，125，250，500，750，1000mmol/L條件下YL001的生長、抑菌活性及抑菌活性物質(zhì)的產(chǎn)生進(jìn)行測定。結(jié)果表明，菌體生長量隨山梨醇濃度的增大先升高后下降，在500 mmol/L時到達(dá)最大，較山梨醇濃度為0、1000 mmol/L時分別提高21.43％、134.48％，同時對枯草芽孢桿菌的抑菌活性也到達(dá)最大，較山梨醇濃度為0、1000 m

9、mol/L時分別提高54.46％、14.16％;Nematophin的積累量則隨著隨山梨醇濃度的增大而降低，山梨醇濃度0 mmol/L時，Nematophin含量最高，為13.68 mg/L; XCN1的相對含量也隨山梨醇濃度的增大而呈現(xiàn)出先升高后下降的趨勢，在山梨醇濃度250 mmol/L時達(dá)到最大，較山梨醇濃度0mmol/L、1000 mmol/L時分別提高54.12％、48.87％。
　　4、山梨醇濃度小于500 mmol/

10、L時，添加L-脯氨酸可促進(jìn)YL001的生長，山梨醇濃度為0、125、250、500 mmol/L時，加入L-脯氨酸菌體生長量分別提高92.85％、66.13％、47.69％、13.24％;山梨醇濃度小于250 mmol/L時，添加L-脯氨酸可提高YL001的抑菌活性，山梨醇濃度為0、125 mmol/L，添加L-脯氨酸后對枯草芽孢桿菌的抑菌活性分別增加了23.57％、34.82％;山梨醇濃度小于250 mmol/L時，添加L-脯氨酸可促

11、進(jìn)Nematophin的產(chǎn)生，山梨醇濃度為0、125、250 mmol/L時Nematophin產(chǎn)量分別較未添加L-脯氨酸時提高32.16％、12.58％、9.54％;在山梨醇脅迫下，添加L-脯氨酸可減少XCN1的產(chǎn)生，山梨醇濃度為0、250、1000 mmol/L時，XCN1的相對含量分別較未添加L-脯氨酸時下降8.06％、3.97％、1.34％。
　　5、通過5L發(fā)酵罐對不同滲透壓條件下YL001發(fā)酵動力學(xué)進(jìn)行分析，結(jié)果表明，

12、NaCl濃度為0g/L時，細(xì)胞干重與平均比生長速率分別為18.08 g/L和0.027 h-1，分別較30 g/L時提高2.32、2.52倍;同時，Nematophin的含量及其平均比合成速率分別為15.17 mg/L和0.030 h-1，分別較30 g/L時提高4.34、2.00倍;NaCl濃度為0g/L時，抑菌活性為330.0 U/mL，較10、20、30 g/L時分別增加30.28％、45.57％、519.14％，同時XCN1的相