塔克拉玛干沙漠腹地胡杨林土壤细菌多样性分析

【目的】对塔克拉玛干沙漠腹地胡杨林土壤细菌多样性进行初步探索,为下一步从中筛选可用于生物饲料或生物肥料的微生物奠定基础。【方法】采用可培养方法,进行细菌的分离纯化。对各菌株进行革兰氏染色及淀粉酶、酯酶、纤维素酶和NaCl耐受浓度的测定,并提取各菌株基因组DNA,进行16SrRNA基因扩增、测序及系统进化树的绘制,分析其多样性。【结果】共分离得到27株菌,其中放线菌门(Actinobacteria)16株,变形菌门(Proteobacteria)4株,厚壁菌门(Firmicutes)6株,拟杆菌门(Bacteroidetes)1株。革兰氏染色结果表明,5株菌为革兰氏阴性,其余为革兰氏阳性;酶活测定结果表明,15株菌具有淀粉酶活性,9株菌具有酯酶活性,9株菌具有纤维素酶活性;NaCl耐受浓度测定结果显示,NaCl浓度为2%时所有菌株均能生长,5%时能生长的有22株,15%时能生长的有1株。【结论】塔克拉玛干沙漠腹地胡杨林土壤中存在较丰富的细菌类群,且具有一定的酶学活性和NaCl耐受性,具有进一步研究开发的价值。     

嗜线虫致病杆菌抑制灰葡萄孢的效应

[背景] 灰葡萄孢（Botrytis cinerea）是引起葡萄采后病害的主要病原菌之一,严重影响葡萄的贮期和品质,给葡萄产业带来极大损失。利用拮抗微生物抑制采后病原菌生长已逐渐成为防治葡萄采后灰霉病的重要手段。[目的] 利用昆虫病原线虫共生细菌广谱高效的抑菌特性,从现有共生细菌资源中筛选对灰葡萄孢具有高拮抗作用的菌株,为葡萄采后灰霉病的抑制提供新的材料和研究方向。[方法] 通过平板对峙培养法和菌丝生长速率法分离筛选拮抗共生细菌,并对优选的高效拮抗共生细菌进行16S rRNA基因序列进化分析,采用扫描电镜观察其对灰葡萄孢菌丝生长的影响,利用损伤接种法对红地球葡萄防治效果进行验证。[结果] 初步分离筛选共获得9株拮抗菌,复筛与复测得到一株抑菌效果显著的共生细菌（命名为ALL）,经进化分析其为嗜线虫致病杆菌（Xenorhabdus nematophila）,其16S rRNA基因序列的Genbank登录号为MW488402,与菌株Xenorhabdus nematophi la NC116聚于同一分支,相似性达99.79%。扫描电镜观察该菌株导致灰葡萄孢菌丝扭曲变形、表面皱缩、失水塌陷,该菌株发酵（36 h）上清液浓度为1%时对灰葡萄孢菌丝抑制率达44.5%。在葡萄常温防效实验中,与对照组比较,ALL菌株发酵上清液对灰霉菌防治效果较好,3 d后防效为63.50%。[结论] 本研究应用昆虫病原线虫共生细菌生物防治葡萄贮期灰霉病,筛选出一株高效拮抗灰葡萄孢的昆虫病原线虫共生细菌,而且其上清液对灰葡萄孢具有良好的抑制效果,为生物防治贮期葡萄灰霉病提供了新的生物材料和相关研究基础。     

梨火疫病拮抗菌筛选及温室防效测定

【背景】梨火疫病是由梨火疫病菌(Erwinia amylovora)引起的细菌性病害,对苹果、梨、山楂等40余属220多种植物危害极大。近年来,与中国毗邻的中亚多国相继暴发梨火疫病。梨火疫病菌成为国内特别是对新疆地区的特高风险有害生物,梨火疫病已被中国农业农村部列入《一类农作物病虫害名录》。【目的】从新疆本土材料以及实验室现有菌株中进行梨火疫病菌拮抗菌株的筛选,为梨火疫病的防控奠定基础。【方法】采用平板对峙法从新疆香梨种植区土壤及实验室现有菌株中分离、筛选具有显著拮抗效果的菌株,通过生理生化特性分析和16SrRNA基因测序等方法对菌株进行初步鉴定,并采用牛津杯扩散法对抑菌效果进行复筛。利用两年生盆栽杜梨苗对拮抗菌进行温室内保护型和治疗型防效测定。【结果】筛选获得11株具有显著拮抗作用的菌株,均为革兰氏阳性菌。其中9株为芽胞杆菌属(Bacillus)、2株为乳杆菌属(Lactobacillus)。平板对峙实验结果表明贝莱斯芽胞杆菌(Bacillus velezensis) JE7、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum) LP1和植物乳杆菌LP2拮抗作用较强,其次为贝莱斯芽胞杆菌JE4。生理特性实验结果表明:JE4、JE7可在NaCl浓度为1%-7%时生长,JE4、JE7在pH 4.0-9.0时生长,LP1可在NaCl浓度为1%-9%时生长,在pH 5.0-9.0时生长良好。温室防效测定结果显示,贝莱斯芽胞杆菌JE4防效最佳,可达到73%以上。【结论】筛选获得一批梨火疫病拮抗菌,其中部分菌株在温室内防效显著并具有较强的盐碱耐受能力。     

光杆菌(NLK-1) Txp40毒蛋白基因克隆表达及预测

【背景】光杆菌存在于嗜菌异小杆线虫肠道内,并与其互惠共生,其能够产生多种高效、广谱的杀虫蛋白及毒素,是近年来继苏云金芽胞杆菌(Bt)之后挖掘新型杀虫蛋白及杀虫基因的热点研究对象。【目的】克隆Photorhabdus luminescens(NLK-1)Txp40毒蛋白基因,分析其与已知其他同属共生菌相似毒蛋白在基因序列、蛋白组成、理化性质及构象的区别,构建原核表达载体并转化大肠杆菌进行诱导表达,初步测定其杀虫活性。【方法】采用侵染的大蜡螟幼虫血腔直接分离初生型共生细菌,根据已报道的序列经比对分析设计引物,扩增目的基因,连接克隆质粒p MD19-T后测序,利用Expasy在线Prot Param tool预测其基本理化特性参数,NPS@-Network Protein Sequence Analysis在线工具进行二级结构预测。通过克隆、酶切、连接目的基因在p ET28a原核表达载体上,转化大肠杆菌BL21中,利用蓝白斑筛选阳性克隆,测序验证后进行IPTG诱导表达;菌体超声破碎离心,以毒蛋白含量较高的上清溶液对大蜡螟幼虫进行饲喂和血腔注射毒性测定。【结果】Photorhabdus luminescens(NLK-1)Txp40毒蛋白基因全长为1 008 bp,与已知相关基因的序列相似性为94%,与已知40 k D相关蛋白的氨基酸相似性达到99%,分子量37.9 k D,p I 8.37,二级结构预测表明其主要由α螺旋35.71%,无规卷曲54.46%,延伸链9.52%组成,跨膜区域与已知蛋白基本相似,克隆构建了原核表达载体p ET28a-(NLK-1)Txp40,SDS-PAGE分析其在38 k D处有特异条带,蛋白分子量与预测值基本一致,且表达相对单一,表达量较高。Photorhabdus luminescens(NLK-1)Txp40蛋白对大蜡螟幼虫具有较高的血腔毒性,大蜡螟幼虫注射5μL蛋白粗提液剂量下48 h内致死率达100%,未发现胃毒活性。【结论】获得Photorhabdus luminescens(NLK-1)Txp40毒蛋白基因,比对、分析了与已知基因在序列组成、蛋白基本理化性质和二级结构的异同,构建了原核表达载体并成功诱导表达,验证了Photorhabdus luminescens(NLK-1)Txp40毒蛋白具有较高的大蜡螟幼虫血腔毒性,为进一步发掘Photorhabdus luminescens(NLK-1)中的杀虫功能基因和蛋白奠定基础。     

植物乳杆菌Lp-2的高密度发酵

高密度培养植物乳杆菌是制作其发酵剂的重要环节。首先,研究了不同的溶氧和pH对植物乳杆菌的分批发酵的影响。在分批发酵的基础上,为进一步提高发酵液中的菌体浓度,进行了补料分批发酵实验。最终通过对蔗糖反馈补料发酵试验对比改造获得了pH反馈补料发酵工艺。此发酵补料工艺可以控制蔗糖残糖量始终处于较低的水平,因此获得了最高的菌体产量。菌体干重达到13.56g/L,较分批培养提高90.05%。     

降解棉秸秆耐热菌株的鉴定及降解条件优化

【目的】鉴定从新疆棉花秸秆高温堆肥中分离出的两株耐热真菌Z1、Z2的属种,并通过优化影响菌株产生纤维素酶的因素来提高菌株对秸秆的降解率。【方法】经形态学和菌株的ITS区克隆与序列分析确定属种,以液体摇瓶发酵产滤纸酶活性(FPA)变化为衡量指标,对Z1、Z2以及二者混合菌(MS)的纤维素酶产生条件进行优化。【结果】菌株Z1为曲霉属烟曲霉(Aspergillus fumigatus Fresen),Z2为蚀丝霉属(Myceliophthora Cost.)。确定Z1以棉秸秆为碳源、以NaNO3为氮源、起始pH 9.5、接种量11%、50°C摇床培养10 d,对棉秸秆降解率为10.19%;Z2以麦秸秆为碳源、以NaNO3为氮源、起始pH 5.5、接种量9%、50°C摇床培养10 d,对麦秆降解率为27.50%;MS以棉花秸秆为碳源、以蛋白胨为氮源、起始pH 5.5、接种量11%、50°C摇床培养10 d,对棉秸秆的降解率为53.45%。【结论】实验表明,MS(Z1、Z2混合)对秸秆的降解效果优于单株菌,降解率达到一半以上,本研究中的两株耐热真菌在降解棉花秸秆、小麦秸秆等农作物废弃秸秆中具有较高的应用价值。     

不同饲喂下棉铃虫肠道内生菌的分离鉴定及脱毒效果研究

【目的】本研究对比饲喂正常饲料和棉粕饲料下棉铃虫(Helicoverpa armigera)肠道中可培养微生物的异同,并对筛选菌株进行棉酚耐受及降解作用的研究,为棉铃虫肠道微生物在棉源饲料中的脱毒作用提供理论和实验支持。【方法】通过饲喂不同饲料、醋酸棉酚单一碳源微生物选择性培养,分离饲喂正常饲料和棉粕饲料下棉铃虫肠道可培养棉酚耐受性内生菌,并进行16S rRNA基因序列分析鉴定;在一定浓度的醋酸棉酚液体中培养,对菌株进行脱毒作用分析,复合配比后,研究棉铃虫肠道复合菌在棉酚降解中的效果。【结果】共计分离得到的32株菌株,其中17株细菌可能是新分类单元,其中14株为潜在新种,3株为可能的新属。饲喂正常饲料组棉铃虫肠道中分离出17株分属于3个门、10个属,饲喂棉粕饲料组棉酚虫肠道中分离出15株属于2个门、8个属。随着选择性培养基醋酸棉酚浓度的升高,饲喂棉粕饲料组肠道菌耐受100、300、500、1 000 mg/kg醋酸棉酚的菌株数均比饲喂正常饲料组高。在所有的耐受菌株中棉酚降解率达到50%以上的有15株,对棉酚最高降解率达90.83%。在肠道菌复合降解棉酚实验中,棉铃虫肠道内生菌实验组对棉...     

一株产纤维素酶细菌的筛选鉴定

目的：从青贮饲料中分离筛选产纤维素酶的细菌。方法：用刚果红染色法和羧甲基纤维素酶活力测定法对分离所得的细菌进行筛选。结果：筛选到1株产纤维素酶能力较强的菌株,编号为ws-6。对该菌进行形态观察、生理生化鉴定和16S rDNA序列测定,鉴定为地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）。结论：该菌最适生长pH 5．0—7．0,最适生长温度35℃,产CMC酶活力达2．55U／mL。     

库尔勒香梨黑斑病菌拮抗菌筛选及其抑菌机理

【背景】由互隔交链孢(Alternaria alternata)引起的黑斑病是库尔勒香梨采后贮期的主要病害之一,严重影响果实品质,造成巨大的经济损失。【目的】筛选对梨黑斑病菌具有高拮抗活性的菌株并探究其可能的抑菌机制,为香梨采后保鲜提供理论依据。【方法】从库尔勒香梨园健康植株根际采集土壤样品,采用稀释涂布法分离细菌并进行纯化,通过平板对峙法和琼脂打孔法筛选对梨黑斑病菌具有显著拮抗作用的菌株,结合形态学观察和16S rRNA基因序列分析进行初步鉴定;通过平板对峙法对拮抗菌抑菌谱进行测定;采用特异性平板定性检测拮抗菌产酶活性,采用3,5-二硝基水杨酸比色法法及福林-酚法定量酶活;通过孢子萌发抑制试验和扫描电镜观察,测定拮抗菌对梨黑斑病菌的拮抗作用。【结果】筛选得到2株对梨黑斑病菌有较强抑制活性的菌株JE53和JE56,经分析鉴定为多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)及枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),其发酵上清液对梨黑斑病菌的抑菌圈直径分别为22.49 mm和22.40 mm。抑菌谱测定结果表明,菌株JE53和JE56对马铃薯黑痣病菌等9种植物病原菌均有不同程度的抑制作用。胞外酶测定结果显示这2株菌可产生4种胞外酶;其发酵上清液能够显著抑制病原菌孢子萌发,抑制率分别为70.30%和88.87%;扫描电镜发现这2株菌可导致病原菌菌丝表面粗糙、扭曲变形。【结论】JE53和JE56对梨黑斑病菌有较好的抑制效果,具有进一步开发和应用的潜力。     

玉米青贮过程中乳酸菌动态变化

为了揭示青贮玉米在发酵过程中乳酸菌数量及种群的动态变化,以及微生物添加剂对乳酸菌种群变化的影响,采用了培养方法计数发酵过程中乳酸菌数目的变化,利用16S rRNA基因序列比对方法分析青贮玉米中乳酸菌的多样性及种群变化趋势。经过对15d时间内青贮玉米中乳酸菌变化趋势的分析显示:一周后对照组乳酸菌数最高达到2.1×106CFU/g,两处理组中处理组Ⅱ乳酸菌数达到最高5.5×107CFU/g;利用MRS平板分离、培养出典型乳酸菌菌落152株,经16S rRNA基因序列比对分析为乳杆菌属和片球菌属,其中86%的菌株属于乳杆菌属。此研究表明微生物添加剂有利于青贮玉米发酵过程中乳酸菌的快速增殖,乳杆菌属和片球菌属都是青贮玉米发酵的启动菌之一,在发酵前期一直存在,但发酵后期乳杆菌属是玉米青贮过程中乳酸菌的主要菌群。