枯草芽孢杆菌研究进展与展望
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中药渣综合利用研究现状及展望卿馨文(湖南农业大学生物科学技术学院,湖南长沙410128)摘要随着中医药行业的发展和中医药制取技术的进步,中药渣的产生量也与日俱增,现年产量已超过3500万t。
利用好中药渣资源不仅能保护环境,降低企业支出,还能创造巨大的经济效益。
本文从活性成分再提取、环境治理、作为饲料或饲料添加剂、作为有机肥料与栽培基质、作为轻工业生产原料等方面综述了中药渣传统生态经济化利用现状,从开发能源物质、膳食纤维产品、纳米纤维素类产品及复合材料等方面分析了中药渣高值化利用现状,并对中药渣综合利用进行了展望,以期为中医药产业高质量发展提供参考。
关键词中药渣;综合利用;环境治理;能源;纳米纤维素中图分类号R28;X787文献标识码A文章编号1007-5739(2024)07-0116-08DOI:10.3969/j.issn.1007-5739.2024.07.030开放科学(资源服务)标识码(OSID):Research Status of Comprehensive Utilization and Prospects of Traditional ChineseMedicine ResiduesQING Xinwen(College of Bioscience and Biotechnology,Hunan Agricultural University,Changsha Hunan410128) Abstract With the development of the traditional Chinese medicine(TCM)industry and the progress of TCM preparation technology,the production of TCM residue is also increasing day by day,and now the annual output of TCM residue has exceeded35million tons.Making good use of TCM residue resources can not only protect the environment, reduce enterprise expenditure,but also create huge economic benefits.This paper reviewed the current situation of the traditional ecological and economic utilization of TCM residue from the aspects of active component re-extraction, environmental governance,and being used as feed or feed additive,being used as organic fertilizer and cultivation substrate,being used as raw material for light industry production.It analyzed the current situation of high-value utilization of TCM residue from the aspects of the development of energy substances,dietary fiber products,nano-cellulose products and composite materials,and prospected the comprehensive utilization of TCM residue,in order to provide references for the high-quality development of TCM industry.Keywords traditional Chinese medicine residue;comprehensive utilization;environmental governance;energy; nano-cellulose自新型冠状病毒肺炎疫情发生以来,中医药在海内外抗疫中发挥了重要作用,中药需求量飙升。
一42一中国饲料添加剂2021年第2期(总第226期)口好实沃轴豐竺込:量身定制饲料无抗解决方案其、千谢Customized scheme for AGP free feed!_B M...一“.产物对致病菌的影响好实沃主物地址:北京市海淀区高粱桥斜街59号院1号楼9层J 903!¥电话:************;传真:************网址: V汤立李雪平(北京好实沃生物技术有限公司,北京101399)摘要:枯草芽孢杆菌是益生菌的一种重要菌种资源,具有调节肠道菌群平衡、抑制致病菌等作用。
它主要通过产生抑菌物质(如细菌素、多肽类物质)来抑制有害菌的生长、繁殖或直接杀死致病菌。
本文用一株分离得到的枯草芽孢杆菌对四种致病菌进行研究,发现其代谢产物对产气荚膜梭菌有较好的抑制作用,对金黄色葡萄球菌抑制效果次之,对大肠杆菌和沙门氏菌抑制作用不明显。
关键词:枯草芽孢杆菌;益生菌;致病菌;抑菌物质The Effects of Bacillus subtilis and Its Metabolites on Pathogenic BacteriaTang Li Li Xueping(Beijing Heswof Biotechnology Co.,Ltd.Beijing101399,China)Abstract:Bacillus subtilis is an important resource of probiotics,Regulated the balance of intestinal flora and inhibit pathogenic bacteria.It can inhibit the growth and reproduction of harmful bacteria or directly kill pathogenic bacteria by producing antibacterial substances(such as bacte- riocins and polypeptides).A bacillus subtilis isolate was used to study four kinds of pathogenic bacteria,It was found that its metabolite had a good inhibitory effect on Clostridium gammon,The inhibitory effect on Staphylococcus aureus was the second,Inhibitory effect on Escherichia coli and Salmonella was not obvious.Key Words:Bacillus subtilis;Probiotics;Pathogenic Bacteria;Antibacterial Substances常见的益生菌种类主要有双歧杆菌属、乳杆菌属、芽抱杆菌属、肠球菌属和酵母菌属[l]o而芽抱杆菌属中的枯草芽抱杆菌是一类革兰氏阳性菌、有鞭毛、无荚膜、能运动,广泛存在于湖泊、土壤、海洋、植物体表和动物胃肠道内,为严格需氧菌[2]。
药用植物内生菌促生与生防作用研究进展作者:徐源清朱越韩佳妮徐桂雯黄轶勉周芳美来源:《农业灾害研究》2024年第02期摘要:我国幅员辽阔且气候多样,药用植物资源丰富的同时,蕴含着多样的内生菌资源。
药用植物内生菌和其宿主植物作为一个共生体,在长期协同进化的过程中,已经形成互惠共存的关系。
在药用植物生长过程中,内生菌既能通过促进植物对氮、磷、钾、铁等无机营养元素的吸收利用和生长激素的合成直接促进药用植物的生长,也能通过生物防治功能间接促进药用植物的生长。
综述了近年来药用植物内生菌促生与生防作用的研究及应用,并对药用植物内生菌的发展趋势进行了展望。
关键词:药用植物;内生菌;促生作用;生物防治中图分类号:S567 文献标志码:B 文章编号:2095–3305(2024)02–00-03植物内生菌是指其生活史的部分或全部阶段生活于健康植物表皮细胞层间隙或组织器官内部的一类微生物,不易受环境条件的影响,可以在宿主植物体内独立地分裂繁殖和传递,在与宿主植物长期协同进化过程中逐渐形成互惠共存的关系。
研究表明,从草本植物、木本植物到藤本植物,这些植物体的根、茎、叶、花、果实等组织器官都普遍存在内生菌,而我国药用植物资源极其丰富,内生菌资源更为多样[1]。
此外,药用植物内生菌的价值极高,在医药、农业等领域可以发挥重要作用。
综述了药用植物内生菌如何发挥促生作用,帮助宿主植物获取生长所需的资源和调节宿主植物生长发育及产生生物防治的效果,为解决某些药用植物繁殖率低、生长困难,致使资源日益枯竭和缓解其他珍稀药用植物生长困境及其他常见农作物供应不足等问题提供理论指导。
1 药用植物内生菌的种类随着对植物内生菌的深入研究,人们对内生菌资源的多样性及价值性认知不断提高,开发和利用不断广泛,这为促植物生长和植物疾病生物防治工作提供了新思路。
近年来,药用植物内生菌也越来越受到国内外研究者的关注。
研究表明,药用植物内生菌种类繁多,主要包括内生细菌、真菌和放线菌,在各种药用植物中分布广泛[2]。
大肠杆菌抗氧化应激反应的蛋白质组学分析摘要在细胞代谢过程中,部分电子逃逸出氧化还原系统,以氧分子作为电子受体,产生具有毒害作用的高能量活性氧分子(reactive oxygen species,ROS),包括超氧阴离子、单线态氧、过氧化氢、羟自由基和脂质过氧化的中间产物。
活性氧是一种广谱杀菌剂,是宿主细胞抗菌作用的有效方式。
但细菌在长期的进化过程中必然会发展出多种对策来抵抗宿主所产生的活性氧的杀菌作用。
为检测与此相关的蛋白质,本研究主要通过正常及氧化应激条件下对大肠杆菌k12的培养,差速离心法提取膜蛋白进行SDS-PAGE,挖取具有明显差异的蛋白质条带,经胶内酶切处理,利用基质辅助激光解吸电离飞行时间串联质谱(MALDI-TOF-MS/MS)进行鉴定分析。
结果鉴定到两种具有明显差异的蛋白,麦芽糖孔蛋白、外膜蛋白OmpA表达量明显下降,这两种蛋白主要与小分子物质渗透进入细胞有关,因此可以推测细菌为了适应周围环境的改变关闭膜上小分子通道,减少过氧化氢摄入细胞内,进而减少过氧化氢的毒害作用。
通过本研究,我们可以初步阐明大肠杆菌的氧化应激机制。
关键词:活性氧;氧化应激反应;膜蛋白;MALDI-TOF MS/MS;过氧化氢ABSTRACTDuring the metabolism in the cell, oxygen molecules as an important electron acceptor, Also accompanied by some electronic escape from the redox system, produce some high energy reactive oxygen species which has poisoned, including superoxide anion (O2-), singlet oxygen, hydrogen peroxide, hydroxyl radical, also includes the intermediate products of lipid metabolism. Reactive oxygen species (ROS) is a broad-spectrum fungicide. It is one of the effective way to host cell antimicrobial. However, bacteria in the long-term evolution development of a variety of strategies to resist the host immune bactericidal action. To detect which proteins associated with this system, in this study, mainly through training two group of the pathogenic E. coli, the one Treatment by hydrogen peroxide, the other one as the control group, Broken cells by ultrasound. Extraction the membrane proteins by differential centrifugation, make a SDS-PAGE electrophoresis with the Protein, Digging the significant difference protein band, after gel digestion, then identified by MALDI-TOF-MS/MS. We found two proteins which have significant difference, they are Maltoporin and outer membrane protein A (OmpA). Maltoporin and OmpA are associate to the small molecules penetrate into the cells. Therefore, we can speculate that to adapt to the environment Bacteria Close membrane channels of small molecules to reduce the intake of intracellular hydrogen peroxide, thereby reducing the toxicity of hydrogen peroxide. Through this experiment, we can initially clarify the oxidative stress mechanism of E. coli.Keywords: Reactive oxygen species; Oxidative stress; hydrogen peroxide; Membrane protein; MALDI-TOF-MS/MS目录摘要ABSTRACT第1章细菌抗氧化应激反应的研究进展 (1)1.1 蛋白质组学分析在细菌抗氧化应激研究中的应用 (1)1.1.1 金黄色葡萄球菌的蛋白质组学分析 (1)1.1.2 幽门螺旋杆菌的蛋白质组学分析 (1)1.1.3 枯草芽孢杆菌的蛋白质组学分析 (2)1.1.4 在其他菌株上的蛋白质组学分析 (2)1.2 蛋白质组学分析的概括 (3)第2章材料和方法 (5)2.1 实验流程图 (5)2.2 材料及主要实验仪器 (6)2.3 试剂 (7)2.4 实验过程 (10)2.4.1 大肠杆菌扩大培养 (10)2.4.2 氧化应激处理 (10)2.4.3 细胞破碎 (11)2.4.4 膜蛋白提取 (11)2.4.5 制胶 (11)2.4.6 样品处理 (12)2.4.7 SDS-PAGE分析 (12)2.4.8 MALDI-TOF-MS/MS质谱鉴定 (13)第3章实验结果 (14)第4章讨论 (18)4.1 过氧化氢的浓度 (18)4.2 质谱结果分析 (18)4.3 前景展望 (19)参考文献 (20)致谢 (23)第1章细菌抗氧化应激反应的研究进展1.1蛋白质组学分析在细菌抗氧化应激研究中的应用1.1.1 金黄色葡萄球菌的蛋白质组学分析中性白细胞通过活性氧物质杀伤细菌,借助蛋白质组学方法可以发现不同菌株在氧化应激中蛋白表达差异,以研究其抗氧化机制。
第1篇一、实验目的本研究旨在通过实验,评估不同菌株在不同盐浓度条件下的生长状况,从而筛选出具有耐盐特性的菌株。
通过对比分析,为后续的耐盐微生物应用研究提供理论依据。
二、实验材料1. 菌株:从土壤、水体等环境中分离得到10株疑似耐盐微生物菌株。
2. 培养基:牛肉膏蛋白胨培养基、含不同盐浓度的牛肉膏蛋白胨培养基。
3. 仪器与设备:高压蒸汽灭菌器、恒温培养箱、电子天平、移液器、显微镜等。
三、实验方法1. 菌株活化:将10株疑似耐盐微生物菌株分别接种于牛肉膏蛋白胨培养基中,在37℃恒温培养箱中培养24小时。
2. 盐浓度梯度设置:根据实验要求,配制不同盐浓度的牛肉膏蛋白胨培养基,分别为0、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%的NaCl溶液。
3. 菌株接种:将活化后的菌株分别接种于不同盐浓度的牛肉膏蛋白胨培养基中,每个菌株重复3次。
4. 培养与观察:将接种后的培养基置于37℃恒温培养箱中培养,每隔24小时观察菌株的生长状况,记录菌落形态、生长速度等指标。
5. 数据处理:对实验数据进行统计分析,比较不同菌株在不同盐浓度条件下的生长差异。
四、实验结果1. 菌株生长状况通过观察不同盐浓度条件下菌株的生长状况,发现以下结果:(1)在0%盐浓度下,所有菌株均能正常生长,菌落形态良好。
(2)随着盐浓度的增加,部分菌株的生长受到抑制,菌落形态逐渐变小,生长速度减慢。
(3)在9%和10%盐浓度下,大部分菌株生长受到严重影响,菌落形态发生变形,生长速度明显减慢。
2. 菌株耐盐性比较根据实验结果,对不同菌株的耐盐性进行比较,结果如下:(1)菌株A:在0.5%和1%盐浓度下生长良好,2%盐浓度下生长受到抑制,3%盐浓度下生长缓慢,4%盐浓度下生长严重受抑制。
(2)菌株B:在0.5%和1%盐浓度下生长良好,2%盐浓度下生长受到抑制,3%盐浓度下生长缓慢,4%盐浓度下生长严重受抑制。
(3)菌株C:在0.5%和1%盐浓度下生长良好,2%盐浓度下生长受到抑制,3%盐浓度下生长缓慢,4%盐浓度下生长严重受抑制。
枯草芽孢杆菌在家禽生产中应用
郭发祥;肖金松
【期刊名称】《广东饲料》
【年(卷),期】2011(000)007
【摘要】随着品种选育、遗传潜力提高以及饲养方式的改进,家禽生产力得到了极大地提高,使家禽养殖业成为畜牧业中发展最快的产业。
然而,家禽生长速度提高和饲养密度的增加也加剧了疫病发生频率,使得家禽对各种病原尤其是肠道病原微生物如大肠杆菌、沙门氏菌和空肠弯杆菌等更加敏感。
对病原敏感度的增加也促使生产者使用抗生素、生长促进剂来加强肠道健康和控制亚临床征状的发生。
虽然抗生素在治疗家禽疾病,促进动物生长等方面表现出强大的优势,但由于药残、耐药性以及其它的一些不利之处使得其在世界范围内逐步受到限制。
【总页数】3页(P32-34)
【作者】郭发祥;肖金松
【作者单位】河源市动物疫病预防控制中心,广东河源517000;广东温氏食品集团有限公司福建分公司,福建南靖363900
【正文语种】中文
【中图分类】S816.7
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1.枯草芽孢杆菌在家禽生产中的应用 [J], 杨彪;周刚;王倩倩;夏丽丽
2.枯草芽孢杆菌在家禽生产中的应用 [J], 胡静;林英庭
3.枯草芽孢杆菌的作用机制及其在家禽生产中的应用 [J], 陈继发;朱瑾;曲湘勇
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5.枯草芽孢杆菌在养猪生产中的应用研究进展 [J], 孙海娟;王为栋
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第1篇一、实验目的1. 了解糖发酵的原理及其在微生物学研究中的应用。
2. 掌握糖发酵实验的操作方法及观察指标。
3. 通过糖发酵实验,鉴定不同微生物的糖代谢能力。
二、实验原理糖发酵实验是微生物学中常用的生化实验之一,用于检测微生物对糖类的代谢能力。
不同微生物具有不同的酶系,对糖类的分解能力各异。
在实验中,将微生物接种于含有糖类的培养基中,观察其在一定时间内对糖类的代谢情况,如产酸、产气、pH 变化等,从而判断微生物的糖代谢能力。
三、实验材料1. 菌种:大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌等。
2. 培养基:糖发酵培养基(葡萄糖、乳糖、蔗糖等)。
3. 仪器:培养箱、显微镜、移液器、试管、酒精灯等。
4. 试剂:无菌水、溴甲酚紫、无菌生理盐水等。
四、实验方法1. 菌种活化:将菌种从冷冻保存管中取出,接种于LB培养基中,37℃培养过夜。
2. 制备糖发酵培养基:将糖发酵培养基分装至试管中,每管加入1ml无菌水,混匀。
3. 接种:将活化好的菌种用无菌移液器吸取适量菌液,接种于糖发酵培养基中。
4. 培养与观察:将接种好的试管置于37℃培养箱中培养,每隔一定时间观察并记录实验结果。
五、实验结果1. 大肠杆菌(1)葡萄糖发酵:产酸产气,pH下降,溴甲酚紫由黄色变为紫色,产生气泡。
(2)乳糖发酵:产酸产气,pH下降,溴甲酚紫由黄色变为紫色,产生气泡。
2. 枯草芽孢杆菌(1)葡萄糖发酵:产酸,pH下降,溴甲酚紫由黄色变为紫色,无气泡。
(2)乳糖发酵:不发酵,pH无变化,溴甲酚紫颜色无变化。
3. 酵母菌(1)葡萄糖发酵:产酸,pH下降,溴甲酚紫由黄色变为紫色,无气泡。
(2)蔗糖发酵:产酸,pH下降,溴甲酚紫由黄色变为紫色,无气泡。
六、实验结论1. 大肠杆菌具有较强的糖代谢能力,能发酵葡萄糖和乳糖,产生酸和气体。
2. 枯草芽孢杆菌对葡萄糖发酵能力较弱,仅产酸不产气;对乳糖无发酵作用。
3. 酵母菌对葡萄糖和蔗糖发酵能力较弱,仅产酸不产气。
芽孢杆菌在水产养殖中的应用与原理发布时间:2011-8-11 13:40:05 浏览量:319 【字体:大中小】随着水产养殖规模化、集约化及精养技术的发展,池塘中的残饵、排泄物及其它有机污染物也日趋增多,有机污染物分解需大量消耗溶氧,同时产生大量的有毒有害物质,如氨氮、亚硝酸盐氮、硫化物等。
随着这些有毒有害物质增加,不仅影响水产动物的生长、繁殖,严重的甚至产生中毒死亡。
而水体中病原微生物的数量与水体中氨氮、亚硝酸盐氮、硫化物的浓度直接相关,如淡水鱼类细菌性败血症的发病条件之一是水体恶化,氨氮、亚硝酸盐氮明显偏高。
因此,如何有效地调控养殖水体的水质成为水产养殖业中一个关键的问题。
从1980年代起,我国在水产养殖中开始使用微生态制剂作为水质改良剂,主要使用的微生态制剂的种类为光合细菌等。
虽然光合细菌等在水产养殖生产中已取得了较好的效果,但存在着生产周期长、保质期短、质量不稳定等缺陷。
芽孢杆菌因为具有稳定性好、抗性强、耐高温、耐酸碱、产酶丰富、抑制病原菌繁殖、促进动物营养的消化吸收、分解有机污染物、净化水质等优点而被广泛应用于水产动物养殖中,其中枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌是水产养殖中应用较多的菌株,这2 种芽孢杆菌被农业部列为安全使用菌株。
1 芽孢杆菌的作用特点水产饲用微生物目前主要采用的是芽孢杆菌(Bacil—lus)、乳酸菌(Lactobacillus)、酵母(Yeast)和光合细菌(Photosynthetic bacteria)等。
乳酸菌、酵母和光合细菌抗性差、货架寿命短,在饲料加工过程中,经高温高压制粒后几乎全部失活,而芽孢杆菌产品无论在颗粒料还是粉料中都比较稳定。
芽孢杆菌作为水产微生物饲料添加剂的菌株,在生产中的应用比光合细菌、硝化细菌、乳酸菌等菌株晚。
随着近几年在水产养殖中的应用实践,芽孢杆菌类微生物饲料添加剂充分显示出以下几方面优势:(1)稳定性好、抗性强,具有耐高温、耐酸碱、耐挤压等特点,在工业生产制粒过程中以及通过养殖动物酸性胃环境时均能保持高度稳定性。
杀灭芽孢杆菌的方法及机理的研究综述刘仁杰;梁珊;李哲;朴春红【摘要】芽孢杆菌在不利条件下产生内生芽孢,芽孢壁厚且对外界环境有较强抵抗力,常规杀菌方法不易将其杀灭.芽孢在食品中萌发形成营养细胞,严重降低食品安全性,威胁消费者健康.文章从芽孢杆菌在食品中产生的危害出发,对热杀菌、高压杀菌、气体杀菌、化学杀菌以及促萌发杀菌等方法进行分析,比较其杀灭芽孢杆菌的效果以及优缺点.并对其杀菌机理进行探讨,指出膜受体、离子通道、核蛋白以及酶类对芽孢杆菌的影响.以期为芽孢杆菌的研究和控制提供理论参考和技术支撑.【期刊名称】《食品与发酵工业》【年(卷),期】2019(045)013【总页数】5页(P257-261)【关键词】芽孢杆菌;杀菌方法;杀菌机理【作者】刘仁杰;梁珊;李哲;朴春红【作者单位】吉林农业大学食品科学与工程学院,吉林长春,130118;吉林农业大学食品科学与工程学院,吉林长春,130118;吉林农业大学食品科学与工程学院,吉林长春,130118;吉林农业大学食品科学与工程学院,吉林长春,130118【正文语种】中文芽孢杆菌是广泛存在于植物中的一种内生菌。
内生菌是指在整个生长周期中一直存在于植物的根、茎、叶和花朵等部位[1],不会对宿主植物表现出任何外部病症甚至对植物本身有益的菌株[2]。
芽孢杆菌为好氧或兼性厌氧菌,易产生内生芽孢。
芽孢壁厚而含水量低具有多层外壁,对光照、热和辐射等都具有较强抵抗力[3]。
芽孢杆菌菌体呈杆状,大小为(0.3~2.2) μm×(2.1~7.0) μm,鞭毛典型侧生,形成的内生孢子为抗热型[4]。
芽孢杆菌属的建立是根据形态特征,即经典分类法确立,根据芽孢的形状(卵型或球型)以及其在菌体或芽孢囊的位置,芽孢杆菌可分为3大类:群I,孢囊不显著膨大,芽孢椭圆或柱形,中生到端生,革兰氏阳性;群II,椭圆形芽孢,孢囊膨大,芽孢中生到端生,革兰氏阳性、阴性或可变;群III,孢囊膨大;芽孢通常球形,端生到亚端生,革兰氏阳性、阴性或可变[5]。
芽孢杆菌8-32对大豆根腐病的生防效果作者:高同国,张冬冬,郭晓军,等来源:《湖北农业科学》 2015年第18期高同国,张冬冬,郭晓军,胡云云,姜军坡,王树香,朱宝成(河北农业大学生命科学学院,河北保定071001)摘要:从实验室保存的237株细菌中筛选得到一株对大豆根腐病病原菌尖孢镰刀菌(Fusariumoxysporum)具有较强拮抗能力的菌株8-32,该菌株经生理生化试验、16SrRNA基因序列分析最终鉴定为Bacillussubtilis。
以尖孢镰刀菌为病原菌研究了菌株8-32在盆栽条件下对大豆根腐病的防治作用。
结果表明,菌株8-32可以有效防治大豆根腐病的发生,其防治效果最高可达32.08%,并且8-32可以明显促进大豆植株幼苗的生长,使株高增加7.7%~15.8%;使叶绿素含量提高7.8%~12.9%;大豆POD活性增加11.6%~63.8%;说明菌株8-32对由尖孢镰刀菌引起的根腐病具有显著的防治效果,具有进一步应用的潜力。
关键词:大豆根腐病;生物防治;Bacillussubtilis;生防效果中图分类号:Q949.32;R151文献标识码:A文章编号:0439-8114(2015)18-4489-04DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2015.18.025BiocontrolEffectofBacillussp.8-32againstSoybeanRootRotGAOTong-guo,ZHANGDong-dong,GUOXiao-jun,HUYun-yun,JIANGJun-po,WANGShu-xiang,ZHUBao-cheng(CollegeofLifeSciences,AgriculturalUniversityofHebei,Baoding071001,Hebei,China)Abstract:Onestrain8-32whichhadstrongantagonisticabilityagainsttopathogensofsoybeanrootrot(Fusariumoxysporum)wasscreenedfrom237strainspreservedinourlaboratory,andfinallyidentifiedasBacillussubtilisthroughphysiologicalandbiochemicalexperiments,16SrRNAgenesequenceanalysis.Thebiocontroleffectof8-32againsttosoybeanrootrotwasstudiedunderpotconditionusingF.oxysporumasindicator.Theresultsshowedthat8-32caneffectivelycontrolofsoybeanrootrotdiseases,thepreventioneffectofupto32.08%,andthe8-32canobviouslypromotethegrowthofsoybeanseedlings(7.7%~15.8%);thecontentofchlorophyllincreasedby7.8%~12.9%;PODactivityincreasedby11.6%~63.8%;8-32hadobviousbiocontroleffectonsoybeanrootrotcausedbyF.oxysporumwithapplicationpotentialinthefurther.Keywords:soybeanrootrot;biocontrol;Bacillussubtilis;biocontroleffect收稿日期:2014-12-29基金项目:保定市科学技术研究与发展计划项目作者简介:高同国(1984-),男,河北邢台人,讲师,博士,主要从事植物真菌病害的生物防治,(电话)13313237137(电子信箱)gtgrxf@163.com;通信作者,朱宝成,男,教授,博士生导师,主要从事微生物发酵秸秆饲料研究,(电子信箱)baochengzhu@126.com。
第1篇一、实验目的1. 探究不同细菌对盐胁迫的耐受能力;2. 分析细菌耐盐机制;3. 为耐盐细菌的筛选和应用提供理论依据。
二、实验材料1. 实验菌株:金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、大肠杆菌(Escherichia coli)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis);2. 培养基:LB培养基、盐胁迫培养基;3. 仪器设备:高压蒸汽灭菌器、恒温培养箱、光学显微镜、电子天平、移液器等。
三、实验方法1. 菌株活化:将实验菌株从斜面菌种管中取出,接种于LB培养基平板,置于37℃恒温培养箱中培养18小时;2. 盐胁迫处理:将活化后的菌株接种于盐胁迫培养基中,设置不同盐浓度梯度(0%、2%、4%、6%、8%、10%);3. 培养与观察:将盐胁迫培养基置于37℃恒温培养箱中培养24小时,观察细菌生长情况;4. 数据记录与分析:记录不同盐浓度下细菌的生长情况,包括菌落数量、菌落形态等,并对数据进行统计分析。
四、实验结果与分析1. 不同菌株的耐盐能力实验结果显示,金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌在不同盐浓度下的生长情况如下:- 金黄色葡萄球菌:在0%盐浓度下生长良好,随着盐浓度增加,生长逐渐受到抑制,8%盐浓度下基本不生长;- 大肠杆菌:在0%盐浓度下生长良好,随着盐浓度增加,生长逐渐受到抑制,8%盐浓度下基本不生长;- 枯草芽孢杆菌:在0%盐浓度下生长良好,随着盐浓度增加,生长逐渐受到抑制,但在10%盐浓度下仍有一定程度的生长。
由此可见,枯草芽孢杆菌的耐盐能力最强,金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的耐盐能力相对较弱。
2. 耐盐机制分析根据实验结果,推测以下耐盐机制:- 调节渗透压:耐盐细菌可能通过调节细胞内外的渗透压,使细胞在高盐环境下保持正常生理功能;- 抗氧化酶活性:耐盐细菌可能通过提高抗氧化酶活性,清除高盐环境下产生的活性氧,保护细胞免受氧化损伤;- 抗逆蛋白表达:耐盐细菌可能通过提高抗逆蛋白的表达水平,增强细胞对盐胁迫的抵抗能力。
中山大学研究生学刊(自然科学、医学版) 第33卷第3期JOURNAL OF THE GRADUATES VOL.331 ̄3 2012 SUN YAT—SEN UNIVERSITY(NATURAL SCIENCES、MEDICINE) 2012
枯草芽孢杆菌研究进展与展望 王晓阁 (中山大学环境科学与工程学院,广东广州510275)
【内容提要】枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)是一类广泛分布革兰氏阳性杆 状好养型细菌,无致病性,环境兼容性好、不易产生抗药性等优点,并可以分 泌多种酶和抗生素,而且还具有良好的发酵基础,用途十分广泛,国内外有众 多研究单位和学者对此茵性能有过深入系统研究,也积累了丰富的研究资料, 应用也涉及发酵、病虫害防治、养殖业、环境修复等各个领域。本文对枯草芽 孢杆茵应用进行综述,加强对枯草芽孢杆茵了解和推广应用。 【关键词】枯草芽孢杆茵;发酵;防病;养殖;环境修复;促生作用
1 前言 枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)是一类广泛分布于各种不同生活环境中的革兰氏 阳性杆状好养型细菌,可以产生内生芽孢,耐热抗逆性强,在土壤和植物的表面普遍存 在,同时还是植物体内常见的一种内生菌,对人畜无毒无害,不污染环境。由于枯草芽 孢杆菌生长速度快、营养需求简单,易于存活、定殖与繁殖,无致病性,并可以分泌多 种酶和抗生素,而且还具有良好的发酵基础,用途十分广泛,国内外有众多研究单位和 学者对此菌进行了大量研究,也积累了丰富的研究资料。本文对枯草芽孢杆菌在养殖 业、病虫害防治、医药、环境修复等方面的应用现状、机理以及面临的一些问题及其产 生原因进行综述,以加强对枯草芽孢杆菌了解和推广应用。
2枯草芽孢杆菌形态特征 从生物学特性来讲,枯草芽孢杆菌具有典型的芽孢杆菌特征,其细胞呈直杆状,大 小(0.8—1.2) m×(1.5—4.0)Ixm,单个,革兰氏染色阳性,着色均匀,可产荚 膜,运动(周生鞭毛);芽孢中生或近中生,小于或等于细胞宽,呈椭圆至圆柱状;菌
收稿日期:2012—11—20 作者简介:王晓阁,女,1989年,河南新郑,中山大学环境科学与工程学院12级环境科学专 业研究生E-mail:wangxiaogeffiend@163.tom 枯草芽孢杆菌研究进展与展望 落粗糙,不透明,扩张,污白色或微带黄色;能液化明胶,胨化牛奶,还原硝酸盐,水 解淀粉,为典型好氧菌(东秀珠等,2001)。
3枯草芽孢杆菌应用研究 3.1 枯草芽孢杆菌在发酵方面应用 枯草芽孢杆菌种类多样,发酵产物的需求不同,因此,发酵条件存在一定差异。刘 长庆等(2009)研究枯草芽孢杆菌B2发酵条件,发现其产抑菌物质的最佳发酵培养基 为葡萄糖15g、黄豆饼粉30g、蛋白胨2g、NaC1 lg、(NH4)2sO4 5g、CaCO3 6g、MgSO4 6g,蒸馏水1000 mI ,最佳发酵条件为pH值7.0、接种量4%、30℃恒温振荡培养箱培 养,发酵时间约60h。章四平等(2010)通过单因子试验筛选到了适合枯草芽孢杆菌NJ 18生防菌株生长及其拮抗物质产生的最佳碳源为玉米粉和麦芽糖,最佳氮源为豆粕, 最佳金属离子是Ca“;最佳含量为:玉米粉10g·L~、麦芽糖30g·L~、豆粕30g· L~、CaCO 1.5g-L一;最佳培养条件为:初始pH为6.8、培养温度为28o《=、250 mL 摇瓶装液量为90mL、接种量为2%(体积分数)、培养时间为36 h、转速为180r·rain 时为该菌株的。唐荦等(2010)研究嗜热枯草芽孢杆菌TF68产B一甘露聚糖酶发酵条 件,确定了以魔芋精粉为碳源,豆粕粉为氮源时发酵酶活最高,L一缬氨酸和盐酸吡哆 辛可以使产酶水平有较大提高。采用优化后的培养基中进行摇瓶发酵培养该菌株,在液 态培养条件下产酶量高,发酵成本低,发酵周期短。 枯草芽孢杆菌生境多样,可利用的营养物质种类十分丰富,这决定了其代谢产物多 样化,具有广泛应用价值。枯草芽孢杆菌能够产生蛋白酶、仅一淀粉酶、纤维素酶、B 葡聚糖酶、植酸酶、果胶酶和木聚糖酶等十几种酶(袁小平等,2004),具备生产多 种酶的应用潜力。唐荦等(2010)利用枯草芽孢杆菌T1768产p一甘露聚糖酶。枯草芽 孢杆菌还可以发酵生产捷安肽素,维生素K(惠明等,2009),p一甘露聚糖酶(唐荦 等,2010),猪血多肽(范远景等,2009),腐植酸(刘志坚等,2009),黄腐酸(赵莹 等,2010)环二肽类(李海峰等,2010),抗菌肽(张蕾等,2010)等。此外,杨帆等 (2010)以高粱为基质在堆积工艺培养条件下,枯草芽孢杆菌能代谢产多种赋予食品饮 品等风味的物质及其前体物质,产量较高的3一羟基一2一丁酮可安全地作为食用物质, 具有特有的奶油香味,对酒的风味具有明显贡献。 3.2枯草芽孢杆菌在植物病虫害防治应用 3.2.1防病机制 近年来,国内外研究者学者在枯草芽孢杆菌对植物病菌的作用机制方面进行了大量 研究,认为作用机制和方式是多样的,概括起来主要有竞争作用、拮抗作用、溶菌作 用、诱导植物抗病性和促进植物生长等。(1)竞争作用:主要包括营养竞争和位点竞 争。营养和空间位点的竞争是指存在于同一微小生物环境中的两个或两个以上微生物之 间争夺这一环境内的空间、营养、氧气等的现象。(2)主要指2种或2种以上的微生物 共同生长时,一种微生物在同化作用中产生某种或某几种特异的次生代谢产物,改变其 微环境,从而抑制甚至杀死另一种微生物的现象。(3)溶菌作用:枯草芽孢杆菌通过 15 中山大学研究生学刊(自然科学、医学版) 二。一二年第三期 吸附在病原真菌的菌丝上,并随着菌丝生长而生长,产生溶菌物质消解菌丝体,使菌丝 发生断裂、解体、细胞质消解,有的菌丝原生质凝结;或者是次生代谢产物对病原菌孢 子的细胞壁产生溶解作用,致使细胞壁产生穿孔、畸形等现象。(4)诱导抗性:枯草 芽孢杆菌不但能直接抑制植物病原菌,而且能通过诱发植物自身的抗病潜能从而增强植 物的抗病性。(5)促进植物生长:生防枯草芽孢杆菌能促进植物根系及植株生长,增 强植物的抗病性,从而间接地减少病害发生(姜莉莉等,2009;黄曦等,2010)。 3.2.2防治病虫害应用‘ 由于它的安全性和能产生多种抗菌物质的特性而受到生物防治工作者的青睐,国内 外使用枯草芽孢杆菌防治植物病害非常广泛,目前已有很多优良的枯草芽孢杆菌菌株应 用于生产实践。 美国己有4株枯草芽抱杆菌生防菌株(QST-/13、MB1600、GB03和FZB24)得到了 美国环保署(EPA)商品化或有限商品化生产应用许可。QST713为美国AgraQuest公司 开发出来的活菌制剂,商品名Serenade,不仅通过美国环保局(EPA)的登记而且还得 到食用作物病害应用的审批和认可,通过叶面施用能防治蔬菜、樱桃、葡萄、葫芦和胡 桃多种作物的白粉病、烂根病、霜霉病、疫病、灰霉病等细菌和真菌引起的病害(Pujol et al。,2006)。GB03由美国Gustafson公司开发注册,商品名为Kodiak。GB03可以直 接施用于土壤或者拌种可以预防棉花、棉花、豆类和花生等由镰刀菌、曲霉属、链格孢 属和丝核菌属所引起的根部和种子的真菌病害,其分泌的挥发性物质还可以直接促进植 物生长(Estevez et a1.,2002)。MB1600由美国MicrobioLtd公司开发,商品名为 Subtilex,用于防治灰霉病、白粉病及由丝核菌属、镰刀菌属、曲霉属引起的叶部和根 部病害。2001年Gustafson Ltd公司又将解淀粉枯草芽孢杆菌和MB1600菌株混合制成混 合生防药剂,称为Bio Yield。FZB24由Taensa公司开发生产,商品名TaegroTM,施用 于温室或室内栽培树苗、灌木和装饰植物根部可防治镰刀菌和丝核菌引起的根腐病和枯 萎病,也可用于防治番茄晚疫病、灰霉病、小麦白粉病和植物轮枝菌,还可作为增产促 生剂(Vasiliki et a1.,2006)。 . 我国在利用枯草芽孢杆菌防治植物病害的应用研究也取得了一些成绩,现已开发成 功并投入生产的商品制剂有百抗、麦丰宁、纹曲宁、亚宝等。百抗是于2002年由云南 省星耀生物制品厂、云南农业大学植物病理实验室和中国农业大学植保学院生防室,共 同研制出枯草芽抱杆菌产品,主要有效成分是枯草芽孢杆菌B908,获得农药部登记注 册,它通过营养竞争、位点占领等机制对烟草、三七、花卉、小麦、白菜等易患土壤病 害的作物具有很好的防治效果,已在多个省推广使用,特别对水稻纹枯病的防治效果显 著可达70%以上,成为全国第一个在水稻上获得登记的芽抱杆菌杀菌剂(姜莉莉等, 2009)。麦丰宁是利用枯草芽孢杆菌B3菌株制成的活体生物杀菌剂,对小麦纹枯病田间 防效达50%一80%,其防病机制主要表现在产生抑制小麦纹枯病病菌菌丝生长、菌核 形成和菌核萌发的抗菌物质。纹曲宁是由江苏省农业科学院植物保护研究所研制开发的 新型生物杀菌剂,对水稻纹枯病有较好的防效。刘邮洲等(2006)研究了纹曲宁的田 间高效使用技术,结果表明使用手动喷雾机防治效果最好,在一定的工作压力范围内 (5—45 kg),使用喷雾器件,喷雾机压力越大越有利于生防菌定殖。 】6 枯草芽孢杆菌研究进展与展望 此外,国内研究者报道了其他枯草芽孢杆菌对棉花立枯病菌、枯萎病菌、黄萎病 (陈莉等,2008),大豆根腐病(李晶等,2009),玉米纹枯病(彭灯水,2009),黄瓜 灰霉病(曹春娜等,2009)、枯萎病(李晶等,2009),烟草赤星病(张成省,2009)、 青枯病(张秀玉等,2010)等也具有很好防治效果。 3.3 枯草芽孢杆菌在养殖业方面应用 枯草芽孢杆菌在养殖业作用机理主要包括:(1)调节消化道微生态平衡;(2)提 高畜禽消化能力; (3)提高畜禽免疫力; (4)产生维生素等营养素(翟继鹏等, 2010)。其应用如下: 3.3.1提高畜禽生产性能 大量研究表明,仔猪日粮中添加枯草芽孢杆菌制剂后可明显提高断奶仔猪的生长性 能,增重明显提高、腹泻发生率得到降低,产生免疫应道时间缩短,抗体水平也提高 (陈旭东等,2005;朱五文等,2007;兰青,2008;张灵启等,2008;黄雪泉,2010)。 王振华(2008)报道,泌乳母牛饲喂枯草芽孢杆菌后可明显提高其产奶量,且饲喂的 活菌剂量不同,提高幅度也不同;且在提高产奶量的同时,乳蛋白含量也有相应的 提高。 潘康成等(2005)研究表明,在肉鸡的基础日粮中添加0.1%枯草芽孢杆菌制剂 后,净增重、日增重均有显著提高;采食量和饲料转化率也有明显提高;鸡肉品质及氨 基酸组成则有明显改善。 3.3.2防治畜禽疾病 俞宁等(2009)报道,枯草芽孢杆菌可有效防治消化道疾病,可代替抗生素预防 仔猪腹泻症。徐海燕等(2009)研究发现饲粮中添加芽孢杆菌有促进雏鸡胸腺、脾脏 和法氏囊发育的功能,能显著提高血清中IgG含量,增强动物的抗应激能力。与单一使 用枯草芽孢杆菌相比,多菌种配合疗法更为全面、有效。H.K.Herstad等(2009)使用 含枯草芽孢杆菌的多菌种混合剂治疗犬急性腹泻,疗效更为显著。 另外,枯草芽孢杆菌还有防治骨质疏松、促进凝血、抗皮肤感染等作用(万阜昌, 2009)。然而一些学者认为,目前在防治疾病方面,以枯草芽孢杆菌为代表的益生素尚 不能完全替代抗生素,需要二者配合使用,效果更为显著。 3.3.3净化养殖环境 由于枯草芽孢杆菌有很强的生物同化作用,可应用于清除畜禽养殖场的粪便恶臭, 其代谢产物对蚊蝇的生长繁殖也有抑制作用。采用圈舍喷洒、加入发酵床垫料等途径, 可以有效地改善饲养环境。曾地刚等(2007)报道,采用海藻酸钙包埋固定枯草芽孢 杆菌净化对虾养殖水体,可使池水的亚硝酸盐、硫化氢浓度比对照水池明显降低,总碱 度显著上升,在一定程度上改善养殖水体的水质状况。其他研究也得出相似结论(廖春 丽等,2009;张峰峰等,2009)。刘慧玲等(2009)适合浓度的枯草芽孢杆菌能有效地 改善鱼苗养殖水体的水质,提高机体免疫力和成活率 另外,畜禽养殖过程中排放的废渣、废水、粪污等污染物也可用枯草芽孢杆菌处 理,使其达到无害化效果,并获得肥料资源。王宇等(2009)比较了几种微生物对猪 粪堆肥的升温效果,发现碳氮比为30:1左右时,升温效果为枯草芽孢杆菌>黑曲霉> 17