幾種因素對多粘類芽孢桿菌DN—1活性的影響

周子燕 蘇衛華 胡本進 胡飛 徐麗娜 陳浩梁 李昌春

摘要[目的]探討pH、溫度環境因素對多粘類芽孢桿菌 DN-1抑菌效果的影響以及井岡霉素A降低芽孢消解作用，為提高其生物活性提供理論依據。[方法]研究不同溫度、pH條件下多粘類芽孢桿菌 DN-1對水稻紋枯病菌的抑制效果，測定 DN-1菌株和井岡霉素A復配對其細胞消解率的影響。[結果] pH在6.0～8.0時DN-1菌株對水稻紋枯病菌均表現出較好的抑制效果，pH為7.0時抑菌率最佳；溫度在15～40 ℃時該菌對水稻紋枯病菌均能表現出較強的抑菌效果，溫度在35 ℃時抑菌效果最強；在DN-1菌株配成的水懸液中添加不同比例的井岡霉素A，都有降低細胞消解速率的作用。[結論]溫度和pH對DN-1菌株抑制水稻紋枯病菌的效果均有影響；井岡霉素A可延長含DN-1生物農藥的貨架期。

關鍵詞多粘類芽孢桿菌 DN-1；pH；溫度；抑菌效果；井岡霉素A

中圖分類號S476文獻標識碼A文章編號0517-6611（2017）09-0137-02

Effects of Several Factors on Activity of Paenibacillus polymyxa DN-1

ZHOU Ziyan，SU Weihua，HU Benjin et al

（Institute of Plant Protection and Quality and Safety of Agricultural Products，Anhui Academy of Agricultural Sciences，Hefei，Anhui 230031）

Abstract[Objective] Effects of several factors like pH and temperature on activity of Paenibacillus polymyxa DN1 and decreasing digestion rate of DN1 strain by validamycin A were studied to provide reference for improving biological activity of DN1 strain.[Method] We investigated the effect of pH，temperature and environmental factors on the inhibitory effect of Paenibacillus polymyxa DN1，and determined effect of validamycin A on digestion rate of DN1.[Result] When pH was from 6.0 to 8.0，the DN1 strain had good inhibitory effect on Rhizoctonia solani；when the pH was 7.0，the DN1 strain had the best inhibitory rate.When the temperature was from 15 ℃ to 40 ℃，the DN1 strain showed strong inhibitory effect on Rhizoctonia solani；when the temperature was 35 ℃，the inhibitory effect was the strongest.Adding different proportions of DN1 strains with the agent of validamycin A had reduced digestion rate of Bacillus.[Conclusion] Both temperature and pH have effect on inhibition of the DN1 strain to Rhizoctonia solani，and validamycin A can prolong the shelf life of biological pesticide containing DN1.

Key wordsPaenibacillus polymyxa DN1；pH；Temperature；Inhibitory effect；Validamycin A

多粘類芽孢桿菌 DN-1是安徽省農業科學院植物保護與農產品質量安全研究所篩選的用于防治水稻紋枯病新的優良拮抗菌株。該菌和井岡霉素A的組合物對水稻紋枯病有較好的防治效果，田間施用量為120億芽孢/L時，多年田間防治紋枯病效果均在75%以上[1-2]。

Haggag等[3]發現多粘類芽孢桿菌菌懸液對花生根腐病有很好的防治作用。多粘類芽孢桿菌還可防治辣椒疫病[4]、花生莖腐病[5]和西瓜枯萎病[6]等植物病害，對線蟲病害也有一定防治效果。作為一種植物根際促生細菌，多粘類芽抱桿菌具有許多有益的農用功能，包括固氮[7]、溶磷[8]、促進植物生長[9]以及抑制植物病原菌的生長[10]等。因此，多粘類芽孢桿菌在植物病害防治方面具有廣闊的應用前景。

目前，關于pH、溫度等對多粘類芽孢桿菌生長及芽孢量的影響文獻報道較多，但不同pH、溫度條件下生防菌株對紋枯病菌的抑制效果報道較少。鑒于此，筆者以DN-1菌株為研究對象，考察不同溫度、pH條件對水稻紋枯病菌的抑制效果，同時測定了該菌和井岡霉素A復配后對其細胞消解率的影響，以期為提高其生物活性提供理論依據。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1供試菌株。多粘類芽孢桿菌 DN-1，于青島海域海泥中分離（GenBank 登錄號：KM891591），由安徽省農業科學院植物保護與農產品質量安全研究所保存。水稻紋枯病病菌由田間分離并鑒定，經轉接、純化培養后供試。

1.1.2供試培養基。LB 培養基[11]用于DN-1菌株活化；PDA 培養基[12]用于水稻紋枯病菌培養及平板對峙試驗。

1.2方法

1.2.1多粘類芽孢桿菌 DN-1的芽孢液制備與測定方法。

將經 LB 培養基活化后的DN-1菌株接入種子培養液（PD）中，培養 24 h 獲得種子液，然后按接種量 10%轉至固體培養基（配方專利申請號 201410339808.2）中，37 ℃發酵培養 72 h后，獲得芽孢母粉，將母粉以0.1 g/mL的量加滅菌水稀釋后作為芽孢母液。

1.2.2溫度對DN-1菌株抑制病菌效果的影響測定。鑒于DN-1菌株在不同溫度下生長的速率有差異，為考察不同溫度下該菌對水稻紋枯病的抑菌效果， 分別在15、25、30、35、40 ℃下測定DN-1菌株對水稻紋枯病的抑菌效果。取1 mL多粘類芽孢桿菌DN-1菌株母液加入500 mL培養基中，用PDA培養基配制成藥液平板，每皿約10 mL，同時設置無菌平板對照（CK），每處理4皿，4次重復。

1.2.3pH對DN-1菌株抑制病菌效果的影響測定。目標DN-1菌株發酵適宜的pH測定為6.5，為進一步考察該菌在不同pH條件下對水稻紋枯的抑制效果，用稀HCl或NaOH溶液將LB液體培養基初始pH調至6.0、6.5、7.0、7.5、8.0共5個不同的初始值處理，每處理4皿，4次重復。

1.2.4井岡霉素A添加量對DN-1菌株細胞消解率的影響測定。

將20億的母粉和60%井岡霉素A（有效量）以質量比1∶1、0.5∶1、0.25∶1、0.125∶1共4個比例混合，取各比例混配物及芽孢桿菌母粉1 g于加100 mL水的三角瓶中，常溫保存，重復4次，分別在1、7、14、30、60 d時測定三角瓶水懸液中DN-1菌株細胞總量，計算細胞消解率。

2結果與分析

2.1溫度對DN-1菌株抑制病菌效果的影響

由圖1可知，溫度在15、25、30、35、40 ℃時，DN-1菌株抑制水稻紋枯病效果分別為60.35%、69.31%、73.56%、89.13%和85.22%，15 ℃時該菌對水稻紋枯病的抑菌效果僅有6035%，隨著溫度的升高目標菌株對水稻紋枯病的抑菌效果顯著提高，當溫度達35 ℃時，該菌對水稻紋枯病的抑菌效果最佳，達89.13%，進一步升高溫度，該菌對水稻紋枯病的抑制效果下降，溫度40 ℃時該菌對水稻紋枯病菌的抑制率下降到85.22%。試驗結果表明，溫度在15～40 ℃時該菌對水稻紋枯病菌均有較好的抑菌效果， 35 ℃時該菌對水稻紋枯病的抑菌效果最強。

2.2pH對DN-1菌株抑制病菌效果的影響

由圖2可知，當pH為6.0～8.0時，DN-1菌株對水稻紋枯病的抑菌率分別為73.18%、85.16%、85.90%、80.26%、75.15%，pH為7.0時，DN-1菌株對水稻紋枯病的抑菌率最高，隨后，pH升高，DN-1菌株對水稻紋枯病的抑菌率顯著下降。由此可見，pH在6.5～7.5時DN-1菌株對水稻紋枯病菌的抑制效果較好，pH為7.0時抑菌率最高。

2.3井岡霉素A對DN-1菌株消解率的影響

由圖3可知，多粘類芽孢桿菌DN-1菌株在水中不添加任何物質時，60 d后自行消解率為12.06%，但芽孢桿菌：井岡霉素A的量為0.125∶1時，即添加井岡霉素A的量為1.25%時，60 d后DN-1菌株細胞消解率為9.29%；隨著添加井岡霉素A量的增加DN-1菌株細胞消解率不斷降低；井岡霉素A添加量和DN-1菌株量為1∶1時，即井岡霉素A的添加量為10%時，60 d后DN-1菌株細胞消解率最低，為5.03%。試驗結果顯示，在DN-1菌株懸浮液中添加井岡霉素A，可有效降低其細胞的消解率。

3結論與討論

該研究結果表明，溫度和pH對多粘類芽孢桿菌DN-1菌株抑制水稻紋枯病菌的效果均有影響。菌體的生長和代謝產物合成都需要在一定的溫度下進行，溫度是發酵過程中微生物生長與產生芽孢的主要環境影響因素之一。pH 主要通過改變菌體的膜滲透性、細胞膜電荷及物質的離子化程度來影響菌體對營養物質的吸收，影響菌株的芽孢產量，進而影響DN-1菌株對病原菌的抑制效果。在多粘類芽孢桿菌DN-1菌株懸浮液中添加井岡霉素A可有效降低其細胞消解率，添加的60%井岡霉素A是水鏈霉菌代謝產物，其生產過程也是通過培養基發酵而來，其中可能殘存菌株或培養基成分，可為DN-1菌株提供營養，進而使菌株在混合液中細胞的消解減緩。pH在6.0～7.0、溫度在15～40 ℃時多粘類芽孢桿菌DN-1菌株均能有效地抑制水稻紋枯病菌的生長，以pH中性、溫度35 ℃時抑菌效果最強；在多粘類芽孢桿菌DN-1菌株水懸液中添加井岡霉素A可有效地延緩菌株細胞的消解，DN-1菌株和井岡霉素A復配后可延長該生物農藥的貨架期，為人們將多粘類芽孢桿菌DN-1菌株與井岡霉素A復配形成性能穩定的生物農藥指明了方向，多年的田間試驗結果也和該研究結論相吻合。

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