响应面设计优化莱氏绿僵菌SZCY固体发酵培养条件及致病力测定

【背景】莱氏绿僵菌(Metarhizium rileyi)对新入侵我国的草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)具有较强的致病力和田间流行性,因此具备深入开发的价值。【目的】优化莱氏绿僵菌SZCY固态发酵培养条件,测定所产分生孢子对草地贪夜蛾幼虫的毒力,为提高该菌株分生孢子规模化生产奠定基础。【方法】采用单因素试验确定了相对适宜的固态培养基,利用Box-Behnken响应面法优化该菌株的固态培养基和发酵参数,同时评价不同条件下该菌所产分生孢子对草地贪夜蛾幼虫的毒力。【结果】去颖稻谷(rice)为莱氏绿僵菌SZCY菌株固相产孢最佳载体。培养温度、光周期及酵母浸粉含量是影响莱氏绿僵菌SZCY固态发酵产孢量的主要因素。莱氏绿僵菌SZCY固态发酵最佳工艺参数为温度22.83℃、光周期18.68 h L:5.32 h D、酵母浸粉4.98 g/100 g,在此条件下,莱氏绿僵菌在去颖稻谷固态培养基上的产孢量为5.65×10¹⁰孢子/g,用其制备浓度为10⁷孢子/mL的孢子悬浮液,对草地贪夜蛾3龄幼虫的LT₅₀为3....     

利用响应面法优化固氮类芽孢杆菌Paenibacillus sp.1–49的发酵培养基（英文）北大核心CSCD

【目的】固氮类芽孢杆菌Paenibacillus sp.1–49是本实验室分离的具有潜在生物肥料价值的微生物菌剂。该菌在常见的培养基中不能高效生长(OD_(600)≤1)。本文拟优化发酵培养基成分以获得最大菌体生物量。【方法】运用响应面分析中的因素筛选实验设计和最陡爬坡实验以及中心复合设计法,对菌株的发酵培养基进行了响应面优化。【结果】利用响应面优化法最终确定了菌株最佳培养基:蔗糖36.22g/L,Tryptone 5.31 g/L,Yeast Extract 10.92 g/L,Mg SO_4 0.51 g/L,Na Cl 3.5 g/L,Na_2Mo O_4 0.02 g/L,FeS O_4 0.02 g/L。通过摇瓶发酵后菌体OD600=10.280,达到预测值的94.6%。【结论】利用响应面法成功地对Paenibacillus sp.1-49的发酵培养基进行了优化,为该菌株和其他类芽孢杆菌的大规模发酵提供了参考。     

利用响应面法优化固氮类芽孢杆菌Paenibacillus sp.1–49的发酵培养基（英文）

【目的】固氮类芽孢杆菌Paenibacillus sp.1–49是本实验室分离的具有潜在生物肥料价值的微生物菌剂。该菌在常见的培养基中不能高效生长(OD_(600)≤1)。本文拟优化发酵培养基成分以获得最大菌体生物量。【方法】运用响应面分析中的因素筛选实验设计和最陡爬坡实验以及中心复合设计法,对菌株的发酵培养基进行了响应面优化。【结果】利用响应面优化法最终确定了菌株最佳培养基:蔗糖36.22g/L,Tryptone 5.31 g/L,Yeast Extract 10.92 g/L,Mg SO_4 0.51 g/L,Na Cl 3.5 g/L,Na_2Mo O_4 0.02 g/L,FeS O_4 0.02 g/L。通过摇瓶发酵后菌体OD600=10.280,达到预测值的94.6%。【结论】利用响应面法成功地对Paenibacillus sp.1-49的发酵培养基进行了优化,为该菌株和其他类芽孢杆菌的大规模发酵提供了参考。     

重组谷氨酸棒杆菌发酵L-苯丙氨酸培养基的优化

【目的】提高重组谷氨酸棒杆菌发酵L-苯丙氨酸(L-phenylalanine,L-Phe)的产量。【方法】使用正交试验设计以及响应面优化法分别对种子培养基及发酵培养基进行优化,确定了重组谷氨酸棒杆菌发酵L-Phe的最佳种子培养基及最佳发酵培养基。【结果】重组谷氨酸棒杆菌发酵L-Phe最佳种子培养基(g/L):葡萄糖25.0,玉米浆25.0,硫酸铵15.0,硫酸镁1.0,磷酸二氢钾2.0,尿素2.0,p H 6.8-7.0;最佳发酵培养基(g/L):葡萄糖110.0,玉米浆7.0,硫酸铵25.0,硫酸镁1.0,磷酸二氢钾1.0,柠檬酸钠2.0,谷氨酸1.0,碳酸钙25.0,p H 6.8-7.0;在最佳培养基条件下L-Phe产量最高达到9.14 g/L,较优化前的7.46 g/L提高了22.5%。【结论】通过正交试验和响应面分析对重组谷氨酸棒杆菌发酵L-Phe培养基进行优化,明显提高了L-Phe的产量,并确定了葡萄糖、玉米浆和硫酸铵为发酵培养基中影响L-Phe产量的3个关键因子。研究结果为L-Phe的发酵放大提供了依据。     

一株维氏气单胞菌发酵培养基优化及其制备疫苗免疫效力比较

采用单因素试验、响应面试验法对维氏气单胞菌(Aeromonas veronii)发酵培养基的氮源、碳源、无机盐和磷酸盐成分及用量进行优化组合,确定优化培养基组成：胰蛋白胨10.8 g/L,葡萄糖5.0 g/L,牛肉膏3.0 g/L,磷酸二氢钾2.0 g/L,硫酸镁0.4 g/L,NaCl 5.0 g/L。并与基础培养基的发酵活菌数、制备的灭活疫苗免疫效力进行比较,经过验证试验绘制维氏气单胞菌在优化培养基条件下的7 L发酵罐生长曲线。在优化发酵培养基条件下,维氏气单胞菌活菌数为5.94×10⁹ cfu/mL,比基础培养基增幅43.13%;制备的灭活疫苗相对保护率为77.78%,比基础培养基提高了14.81%。7 L发酵罐发酵培养10 h,活菌数达到最大8.85×10⁹ cfu/mL。通过对发酵培养基的优化,可以获得低成本、优质高效的维氏气单胞菌发酵菌液,为今后维氏气单胞菌灭活疫苗规模化发酵培养提供参考。     

响应面法优化爪哇虫草菌的培养条件及其对斜纹夜蛾的毒力和保护酶活性影响

【目的】优化爪哇虫草菌Bd01的固态发酵培养条件,测定分生孢子对斜纹夜蛾3龄幼虫的毒力,研究被爪哇虫草菌侵染后寄主体内的保护酶活性变化。【方法】采用单因素试验确定爪哇虫草菌Bd01最佳的固态培养基及培养条件,利用Box-Behnken响应面法优化发酵参数,采用浸渍法测定分生孢子对斜纹夜蛾3龄幼虫的毒力,同时利用分光光度计法测定斜纹夜蛾3龄幼虫体内酶活性变化。【结果】以产孢量为指标,通过响应曲面法优化的爪哇虫草菌Bd01最佳产孢条件为：培养基营养成分含量为30.24g/L,pH值为7.55,光照时长为12.06h,在该条件下,培养基的产孢量为2.78×10⁸孢子/mL。浓度为1×10⁸孢子/mL的爪哇虫草菌孢子液对斜纹夜蛾3龄幼虫具有一定毒力,处理7 d时致死中浓度(LT₅₀)为3.11 d,致死中时(LC₅₀)为4.68×10⁵孢子/mL,校正死亡率为88.68%。处理后未死亡的斜纹夜蛾幼虫体内保护酶活性与对照组相比发生显著变化。【结论】优化后的培养基能够显著增加爪哇虫草菌的产...     

金龟子绿僵菌固态培养生物变量优化研究

金龟子绿僵菌属于真菌类生物杀虫剂,本文研究了接种量、种龄、菌种代数等生物因素对金龟子绿缰菌生长及产孢量的影响,并对液-固两步发酵工艺进行了研究.经过优化,得到金龟子绿僵菌产孢的最佳生物参数是:接种量为2.5g/100g、种龄为5～6天;采用固体二代种,培养6天,孢子产量可达1.531×1010孢子/g干培养基.     

响应面法优化提高萎缩芽孢杆菌E20303抑制马铃薯干腐病病原菌活性的研究

【背景】萎缩芽孢杆菌E20303可以有效地抑制马铃薯干腐病病原菌的活性,而响应面法可在较少的试验次数下优化生防菌发酵培养基配方与发酵条件,获得的最优组合将为马铃薯干腐病生防菌剂的制备与应用提供参考。【目的】以分离自青海察尔汗盐湖湖泥中且对马铃薯干腐病病原菌具有较高抑菌活性的萎缩芽孢杆菌E20303为研究对象,利用响应面法对其培养基配方和发酵条件进行优化,以期提高其对马铃薯干腐病病原菌的抑菌活性。【方法】采用单因素试验、中心组合设计试验及响应面法设计优化萎缩芽孢杆菌E20303发酵培养基配方及发酵条件。【结果】培养基最优发酵配方(g/L):淀粉10.72、酵母粉23.60、七水合硫酸镁16.00、碳酸钙1.14、磷酸二氢钾8.00和磷酸氢二钾16.00,优化后抑菌率由46.51%提高至62.00%;最优发酵条件为装液量102.89 mL、pH 8.64、温度28.73℃、转速200 r/min、培养时间3 d、接种量2%,优化后抑菌率由51.15%提高至72.51%。【结论】实验获得了对马铃薯干腐病病原菌的抑菌活性明显提高的萎缩芽孢杆菌E20303发酵配方及发酵条件,为马铃薯干腐病生防制...     

解淀粉芽胞杆菌PC2产抑菌物质培养基及发酵条件优化

【目的】优化解淀粉芽胞杆菌PC2产抑菌活性物质发酵培养基及发酵条件。【方法】以马铃薯葡萄糖液体培养基为基础,依据发酵液对金黄色葡萄球菌抑菌圈的单因素试验结果,采用Box-Behnken响应面法优化发酵培养基,二次通用旋转组合设计,频率分析法优化发酵条件。【结果】影响发酵液抑菌活性的培养基主要组分为马铃薯、蔗糖和L-谷氨酸钠,最优发酵培养基配方为:马铃薯188.0 g/L,蔗糖22.0 g/L,L-谷氨酸钠1.80 g/L,培养基成本为0.81元/L;最佳发酵条件为:接种量6%、发酵温度30°C、装液量40 mL/250 mL、摇床转速185 r/min、发酵时间24 h、初始pH 7.0。优化后发酵液对金黄色葡萄球菌抑菌圈直径为30.82 mm,较优化前的18.22 mm增加了12.60 mm。【结论】优化后的培养基和发酵条件提高了解淀粉芽胞杆菌PC2发酵液的抑菌活性,为该菌株的工业化生产应用提供了依据。     

响应面法优化两歧双歧杆菌发酵培养基

根据两歧双歧杆菌的营养需要和生长特性,采用响应面分析法对两歧双歧杆菌的培养基进行优化研究。先用Plackett-Burman设计法实验确定重要因素,再用最陡爬坡实验法确定因素水平,最后用响应面分析方法求得的最佳培养基配方为经优化的发酵培养基配方为:酪蛋白胨1.0%,大豆蛋白胨0.5%,酵母膏1.63%,半胱氨酸盐酸盐0.0076%,低聚果糖0.13%,葡萄糖0.5%,K2HPO4 0.2%。用此优化的发酵培养基培养两歧双歧杆菌,活菌数可高达7.8×10~9 cfu/ml。     

蜡质芽孢杆菌AR156发酵培养基及发酵条件的优化

对前期筛选得到的在田间试验中防治根结线虫效果较好的蜡质芽孢杆菌(Bacillus cereus)AR156,通过单因素筛选及正交试验的方法进行了发酵培养基优化,得到的最佳配比为:麦芽糖0.25%,玉米粉0.5%,黄豆粉0.5%,胰蛋白胨0.5%,CaCl2·2H2O0.05%,MnSO4·H2O0.05%,K2HPO40.1%。同时对实验室摇瓶条件下液体发酵的主要影响因子温度、转速、初始pH值等进行实验探讨,确定了最佳培养条件:初始pH值7.0,装液量200mL/L,接种量5%,发酵温度28℃,转速200r/min,发酵时间48h。优化后芽孢产量为1.03×109CFU/mL,芽孢生成率在97%以上,明显高于初始发酵培养基发酵结果。     

长双歧杆菌发酵培养基的优化

目的对长双歧杆菌液态发酵培养基进行优化。方法以长双歧杆菌（Bifidobacteriumlongum）为发酵菌株,以MRS培养基为基础培养基,以发酵液活菌数为指标,通过单因素添加实验考察发酵培养基的碳源和氮源的种类,并验证优化后培养基的效果。结果优化后培养基的最适碳源为葡萄糖,最适氮源为酪蛋白胨、牛肉蛋白胨、水解乳蛋白,发酵液活菌数达到2．09×10^9CFU／mL,比原MRS培养基（1．22×10^9CFU／mL）提高了71．30％。结论优化后培养基优于原MRS基础培养基,可应用于长双歧杆菌的液态发酵。     

根际益生菌链霉菌S506固体发酵条件优化

链霉菌S506是一株具有广谱防病、促生和降解根系毒素功能的根际益生菌.采用液固两相发酵工艺,以活菌总数和分生孢子产生量为检测指标,研究了S506活菌制剂固体发酵物料的配方和工艺参数.获得固体发酵物料的最佳参数为:麸皮100 g、M-115g、磷酸氢二钾0.3 g、氯化钠0.25 g、硝酸钾0.1 g、碳酸钙0.8 g,自然pH值,液体菌种种龄84 h,接种量10%,发酵温度30℃,料水比10:6,发酵时间60 h.在最佳发酵条件下,S506固体菌剂的活菌总量达到8.27×109CFU/g,分生孢子数达到6.23×109CFU/g.     

阿维菌素生产菌的常压室温等离子体诱变育种及培养基优化

【目的】通过诱变筛选技术选育阿维菌素高产突变株,对其发酵培养基进行响应面优化,提高阿维菌素产量。【方法】采用常压室温等离子体(ARTP)诱变技术,结合链霉抗性和卡那霉素抗性筛选法及96深孔板高通量筛选法,筛选阿维菌素高产株。在单因素实验的基础上,应用响应面分析法对其发酵培养基进行优化,最后确定最佳培养基配方。【结果】获得一株遗传性状稳定的阿维菌素高产株K-1A6,其阿维菌素产量达到4.22 g/L,比出发菌株9-39提高了23.4%,在最佳培养基中阿维菌素产量达到5.36 g/L,较优化前提高了27.01%。【结论】通过对阿维链霉菌9-39菌株进行ARTP诱变筛选及发酵培养基优化研究能显著提高阿维菌素的产量。     

Pilot production of Clonostachys rosea conidia in a solid‐state fermentor optimized using response surface methodology

The nonpathogenic, saprophytic fungus Clonostachys rosea is one of the most powerful fungal biological control agents (BCAs). However, the production of fungal BCAs is still a major constraint for their large‐scale use and commercialization. Here, we developed a novel solid‐fermentation reactor that is light transparent and ventilated both at the top and the bottom, and optimized C. rosea cultivation conditions in solid‐state fermentation using response surface methodology. The growth area of spores provided by the novel fermentor was two times that of the traditional one. A quadratic polynomial model was developed, which indicated the effects of variables on the conidia yield. The greatest spore production of 3.50 × 10¹⁰ spores/g‐dry‐matter was obtained after 11 days at the initial moisture content of 69.2% w/w, the medium thickness of 3.84 cm, and the porosity of 0.37%. The optimized spore yield was increased by one order of magnitude. The fermentation time was shortened from 15 to 11 days. With the novel solid‐fermentation reactor, increase in C. rosea spores production and decrease in fermentation time were achieved. Current data imply that both the novel solid‐fermentation reactor designed and the optimized fermentation conditions are suitable for industrial‐scale C. rosea spore production.     

蜡蚧轮枝菌和球孢白僵菌的共发酵

【目的】球孢白僵菌(Beauveria bassiana)和蜡蚧轮枝菌(Verticillium lecanii)是国内外目前研究应用最广泛的杀虫生防真菌,欲扩大其防治范围、增强防治效果、降低生防成本。【方法】采用共发酵技术,通过组合菌株产孢能力和杀虫毒力比较试验,确定蜡蚧轮枝菌和球孢白僵菌共发酵的可行性。【结果】蜡蚧轮枝菌L-31和球孢白僵菌Q-55共发酵的最佳配比为1:1时,按10%总量接种于发酵培养液中(培养液按酵母膏5.0 g/L、葡萄糖20.0 g/L、麦芽糖提取物5.0 g/L、KH2PO43.0 g/L、黄小米200.0 g/L,pH 6.5配制),23.0°C±0.1°C恒温静置发酵12 d,共发酵液的含孢量可达1×109CFU/mL以上,杀虫毒力比较强,其对温室白粉虱和菜青虫可同时显效,处理9 d后的致死中浓度LC50分别为2.09×104±0.12 CFU/mL和3.17×105±0.11 CFU/mL,发酵液浓度为1×108CFU/mL时的致死中时间LT50分别为2.11±0.14 d和4.27±0.43 d,温室小区试验校正防效在80%以上,与其各单一菌株发酵液的防效之间存在显著性差异。【结论】通过两株生防真菌的共发酵研究,为杀虫真菌的扩谱增效以及植物害虫的有效防治提供科学依据和有效途径。     

响应面法优化生防菌吡咯伯克霍尔德氏菌JK-SH007的发酵工艺

以吡咯伯克霍尔德氏菌Burkholderia pyrrocinia JK-SH007为出发菌株,对其发酵工艺进行优化,以期提高发酵效率.通过筛选试验、最陡爬坡试验和响应面分析确定影响JK-SH007菌株生长最重要两因素为玉米浆和葡萄糖,其最佳浓度分别为13.88 g/L和3.37 g/L.优化后的发酵工艺培养该菌浓度可达1.18×109 CFU/mL,比优化前提高1.35倍,抑菌活性提高28.84％.     

Production of cyclodepsipeptides destruxin A and B from Metarhizium anisopliae

Maltose and peptone were the best carbon and nitrogen sources for the production of destruxins from Metarhizium anisopliae. With the addition of 0.1% (w/v) beta-alanine to the basal medium, the yields of cyclodepsipeptides DA and DB were 7.2 and 279 mg/L, respectively, which was 2-fold higher than that of control experiment. Response surface methodology (RSM) was applied to optimize the compositions of maltose, peptone, beta-alanine, and glucose used in a shaker-flask cultivation of M. anisopliae for the production of DA and DB. Estimated optimal compositions for the DA production were maltose 2.58%, peptone 0.72%, beta-alanine 0.02%, and glucose 0.55%. The predicted DA yield was 18.5 mg/L. On the other hand, the optimal compositions for DB production were maltose 2.51%, peptone 0.75%, beta-alanine 0.02%, and glucose 0.43%. A maximum DB yield of 232 mg/L was predicted. These were confirmed by cultivation experiments conducted at the optimized conditions for maximum destruxins production in a shaker-flask. Furthermore, a modest high level of DA (49 mg/L) and DB (268 mg/L) yields were obtained by employing the response surface methodology optimized DB production medium in a no-baffle, stirred-tank fermentor.     

羊源丁酸梭菌HDRyYB1发酵工艺的优化

【目的】目前,国内外鲜有关于羊源丁酸梭菌的报道。本课题选用羊源丁酸梭菌HDRy YB1为研究对象,对其发酵工艺进行优化,为该菌株作为饲料添加剂应用于畜牧业生产奠定基础。【方法】采用Plackett-Burman(PB)试验设计法和响应面法分析并优化显著影响HDRy YB1菌株发酵液中芽胞数的培养基成分。【结果】发酵培养基中的面粉浓度、鱼粉浓度和米粉浓度显著影响发酵液中的芽胞数,优化后的发酵培养基组分(质量体积比)为:面粉3.72%、鱼粉0.90%、米粉3.96%、酵母粉0.60%、Na Cl 0.19%、Mg SO4·7H2O 0.19%、KH2PO4 0.01%、Na HCO3 0.01%、Ca CO3 0.48%;培养参数为:37°C,初始p H为7.2-7.4,瓶装量100/250,接种量3%。在此条件下,HDRy YB1菌株发酵完全(18 h)的芽胞数为1.478×108 CFU/m L,是优化前的2.7倍。【结论】HDRy YB1菌株发酵培养基得到了优化,优化后的培养基可用于后期的扩大发酵试验,验证其在实践生产中的应用价值。     

绿色木霉菌H06固体浅盘发酵工艺优化

对前期筛选获得防治香蕉枯萎病效果较好的绿色木霉菌菌株Trichoderma viride H06,通过Plackett-Burman试验设计及Box-Behnken设计的响应曲面法（response surface methodology,RSM）对影响生防菌株H06固体发酵培养基和培养条件进行了优化。确定固体培养基3个主要因子的最佳用量分别为锯末1.05kg、玉米粉0.72kg、KH2PO4 28.24g。培养条件优化试验得出：培养含水量、培养基厚度和温度是影响固体发酵产物孢子含量的主要因子,由所得响应曲面方程预测出这3个主要因子分别为51.26%、3.27cm和28.38℃时,在培养时间6d、接种量10%、菌龄60h、初始pH为6的条件下,固体发酵产物最大预测值为3.24×1010个/g。经验证,该理论预测值与实际值相近。