解淀粉芽孢杆菌研究进展

解淀粉芽孢杆菌具有广泛的抗菌能力,在环保、种植业、水产养殖业具有广泛的应用前景。本文对近年来关于解淀粉芽孢杆菌的研究与探索,从分离、筛选、鉴定、优化培养、分子生物学鉴别、代谢产物分析及应用研究方面进行了总结。     

响应面法优化解淀粉芽孢杆菌C101发酵培养基

采用响应面法对解淀粉芽孢杆菌C101菌株产芽孢发酵培养基进行了优化。利用Plackett-Burman试验设计筛选出影响产孢的3个主要因素:MnSO4、KH2PO4和(NH4)2SO4。在此基础上运用最陡爬坡路径法逼近最大响应值区域,最后利用响应面分析法确定主要因子之间的交互作用及最佳条件。结果表明,蔗糖20 g/L,尿素4.0 g/L,豆粕4.0 g/L,KNO3 2.0 g/L,Na2HPO4 2.4 g/L,KH2PO4 0.52 g/L,(NH4)2SO4 0.55 g/L,NaCl 1.0 g/L,MgSO4·7H2O 0.50 g/L,FeSO4 0.005 0 g/L,MnSO4 0.005 4 g/L,C101最大理论芽孢含量为14.67×108个/mL。经3次平行试验验证,实际平均芽孢含量与预测芽孢含量相近,比之前的芽孢含量提高了188%。     

解淀粉芽孢杆菌LJ1摇瓶发酵条件优化北大核心CSCD

解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)LJ1是从天津土壤中分离筛选出的一株具有广谱抑菌效果的生防菌株,该实验旨在明确B.amyloliquefaciens LJ1的抑菌谱并通过优化发酵培养基和发酵条件提升其抑菌效果。通过对峙培养检测菌株LJ1对14种病原真菌的抑制效果;采用单因素试验、正交试验优化发酵培养基和摇瓶发酵条件;最后用孢子萌发法和盆栽试验验证优化后发酵液的抑菌效果。实验结果表明B.amyloliquefaciens LJ1对黄瓜灰霉病菌(Botrytis cinerea)、苹果炭疽病菌(Glomerella cingulata)、苹果腐烂病菌(Valsa ceratosperma)等11种病原真菌有抑制作用;优化后的摇瓶发酵条件为温度30℃、初始p H 5、转速200 r/min、装液量50 m L/250 m L;优化后的发酵培养基为马铃薯200 g,蔗糖10 g,黄豆粉20 g,Mg Cl2·6H2O 1.5 g,蒸馏水1 000 m L。经发酵条件与培养基优化后,B.amyloliquefaciens LJ1发酵液对Botrytis cinerea孢子萌发的抑制率达99.7%,盆栽实验防效达51.08%。     

高产3-羟基丁酮解淀粉芽孢杆菌的选育及发酵优化

3-羟基丁酮(Acetoin)作为一种重要的食用香料和平台化合物被广泛应用于医药、食品等领域。为改善解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens的3-羟基丁酮生产能力,采用常压室温等离子体(ARTP)和~(60)Coγ射线进行复合诱变,以3-羟基丁酮产量为分析指标,筛选获得最优突变株B.amyloliquefaciens H-5,3-羟基丁酮产量为68.2 g/L。为进一步实现3-羟基丁酮的高效生产,对此突变株进行5 L发酵罐水平的培养条件优化,并于30 L发酵罐上进行放大培养,最终3-羟基丁酮产量达85.2 g/L,较出发菌株B.amyloliquefaciens FMME088提高了26.8%。上述研究结果表明,ARTP和~(60)Coγ射线复合诱变能够有效获得高产菌株,该突变株具有较高的工业化微生物发酵生产3-羟基丁酮的潜能。     

内生解淀粉芽孢杆菌CC09产Iturin A摇瓶发酵条件优化

【目的】提高内生解淀粉芽孢杆菌CC09发酵产抗菌脂肽Iturin A的产量。【方法】首先采用单因子实验研究了碳源、氮源、NaCl浓度、pH、温度、转速和装液量等因子对CC09产Iturin A能力的影响,然后对其中显著性因子:氮源浓度、pH、温度及装液量4个因素进行正交实验,进一步优化发酵条件。【结果】优化培养基组成及发酵条件可以提高CC09菌株的生长速度及产Iturin A的量,其中可溶性淀粉以及一定比例的蛋白胨和酵母粉是CC09菌株产Iturin A的良好碳源和氮源;培养温度、装液量、培养液pH等也对CC09菌株产Iturin A有显著影响。优化后的培养基成分:可溶性淀粉(碳源)5 g/L、比例为3:1的胰蛋白胨酵母粉混合氮源15 g/L、NaCl 1 g/L;最佳培养条件:pH 6.0、28°C、摇床转速120 r/min、培养瓶装液量20%。【结论】在此条件下,Iturin A的产量可达到690 mg/L,较优化前的138 mg/L提高了4倍。     

解淀粉芽孢杆菌抗菌机制研究进展

自然界中,细菌与细菌之间、细菌与其他生物之间存在广泛的相互作用。细菌产生的代谢物质可以提高自身在自然界中的竞争/生存能力。解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）能够产生种类繁多的抑菌物质,有效地抑制真菌和其他细菌的活性,是一类应用较广的生防菌。到目前为止,解淀粉芽孢杆菌的抑菌作用研究已经广泛开展,但是生物体是复杂多变的,仍然有很多东西是未知的,并且利用解淀粉芽孢杆菌进行生物防治的前景十分广阔,所以加强对抑菌物质的机制研究、提取相关抗菌物质尤为关键。本文综述了国内外有关解淀粉芽孢杆菌的抑菌机制研究,为进一步探究解淀粉芽孢杆菌的抑菌机制、抑菌基因和基因工程菌做好铺垫。     

解淀粉芽孢杆菌SC1150 的抑菌活性及其液体发酵条件的优化

通过比较解淀粉芽孢杆菌SC1150 菌株发酵液对香蕉枯萎病菌4 号生理小种的抑菌活性, 对解淀粉芽孢杆菌SC1150 菌株液体发酵条件进行了优化研究。结果显示: 在固体培养条件下解淀粉芽孢杆菌SC1150 菌株对测试的8 种作物病原菌均有抑制作用, 其中对香蕉枯萎病菌4 号生理小种的抑制作用特别强烈, 其抑菌圈直径达到23.31 mm。以香蕉枯萎病菌4 号生理小种为指示菌, 对该活性SC1150 菌株的液体发酵条件进行优化, 液体发酵培养基各组分的最佳配比为0.5%可溶性淀粉(碳源)、1.5%蛋白胨+酵母粉(1︰1)的混合氮源、0.1%NaCl; 最佳培养条件: pH 6.5、30 ℃、摇床转速确180 rmin–1。优化后SC1150 菌株对香蕉枯萎病菌4 号生理小种的抑菌圈直径达到 28.33 mm。     

解淀粉芽孢杆菌相关功能机制研究进展

解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)属于芽孢杆菌属,可广泛应用于农业生产、食品工业、环境保护、化妆品行业、医药以及沙漠治理。这些应用与解淀粉芽孢杆菌的特性和相关功能紧密相连。正因为解淀粉芽孢杆菌有多方面的生理功能,如形成生物膜、定殖于植物、促进植物生长等,才使其应用的广泛性成为可能。对解淀粉芽孢杆菌相关重要生理特征和功能机制进行了总结归纳,旨在为更好开发和利用这种益生菌提供科学理论数据。     

解淀粉芽孢杆菌在畜牧业中的应用进展

解淀粉芽孢杆菌是一种广泛应用于养殖业的益生菌。该菌可通过降低畜舍内氨气等有害气体的含量、减少畜禽粪便中钙及磷等物质的排出量并降低畜舍空气中大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌等有害微生物的数量等方式来改善畜舍环境。同时解淀粉芽孢杆菌能促进细胞免疫因子的分泌,提高动物的免疫力,缓解畜禽的免疫应激。此外,该菌还能分解难以降解的纤维素,中和抗营养因子,促进饲料在肠道内的消化,提高饲料转化率。本文就解淀粉芽孢杆菌在上述几方面的作用进行阐述,以期为该菌在动物生产中的应用提供理论依据。     

源于解淀粉芽胞杆菌酚酸脱羧酶的克隆与表达

【背景】酚酸脱羧酶催化分解酚酸产生的4-乙烯基酚类物质可用于食品添加剂及香精香料行业,而酚酸脱羧酶的表达水平相对较低,因此,高水平的酚酸脱羧酶是工业规模生产4-乙烯基酚类物质的先决条件。【目的】克隆解淀粉芽胞杆菌的酚酸脱羧酶基因,实现在大肠杆菌中的高效异源表达,分析酚酸脱羧酶的底物特异性,并对其表达条件进行优化。【方法】通过PCR技术获得酚酸脱羧酶的基因,构建重组基因工程菌,将测序结果与其他酚酸脱羧酶序列进行比对,利用IPTG诱导方法高效表达蛋白。将重组酚酸脱羧酶与4种不同的底物进行反应,设计响应面试验对诱导条件进行优化。【结果】酚酸脱羧酶对对香豆酸、阿魏酸、咖啡酸、芥子酸的比酶活比率为:100:23.33:15.39:10.51。结合与其他酚酸脱羧酶比对结果发现酚酸脱羧酶家族的C末端区域氨基酸序列的变异率最高,这与酚酸脱羧酶的底物特异性和催化机制有关。通过单因素和响应面试验得到酚酸脱羧酶诱导表达的最佳条件为:2×YT培养基,诱导温度30°C,接种量1.78%,诱导时机3.8 h,IPTG1.25mmol/L,诱导时间18h,此时预测酶活和实际酶活分别为47.61IU/mL和47.55...     

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。     

解淀粉芽孢杆菌YP6中碱性磷酸酯酶AP3的酶学性质及其溶磷作用

【背景】微生物溶磷机制多种多样,利用其解磷能力可有效促进植物生长。【目的】探究溶磷菌解淀粉芽孢杆菌YP6的溶磷机制,提高磷资源的利用率。【方法】在大肠杆菌BL21(DE3)中克隆并表达YP6中磷酸酯酶AP3基因,研究AP3的酶学性质并验证AP3的溶磷作用。【结果】AP3为碱性磷酸酯酶,最适反应pH为10.3,最适反应温度为40°C,AP3对pNPP亲和性较高,V_m为4 033.4μmol/(min·mg),K_m为12.2 mmol/L。用纯酶AP3处理24 h后,磷矿粉中的有效磷显著增加。接种菌株YP6发酵7 d后,也使土样中有效磷明显增长。【结论】揭示了碱性磷酸酯酶AP3的溶磷能力,丰富了溶磷微生物库及对微生物溶磷机制的认识。     

Pilot-scale production of carboxymethylcellulase from rice hull by Bacillus amyloliquefaciens DL-3

Optimal conditions for pilot-scale production of the carboxymethylcellulase (CMCase) by Bacillus amyloliquefaciens DL-3 were investigated. The best carbon and nitrogen sources for the production of CMCase by B. amyloliquefaciens DL-3 were found to be rice hull and peptone and their optimal concentrations were 5.0 and 0.20% (w/v), respectively. Optimal temperature and initial pH for the production of CMCase were 37°C and 6.8. Optimal agitation speed and aeration rate for the production of CMCase were 300 rpm and 1.0 vvm in a 7 L bioreactor, which were different from those for the cell growth of B. amyloliquefaciens DL-3. The highest productions of CMCase by B. amyloliquefaciens DL-3 from 5.0% (w/v) rice hull as a carbon source under optimal conditions in a 7 or 100 L bioreactor were 220 and 367 U/mL, respectively.     

Isolation of the Bacillus subtilis antimicrobial peptide subtilosin from the dairy product-derived Bacillus amyloliquefaciens

Aims: To purify and characterize an antimicrobial protein (bacteriocin) isolated from the dairy product‐derived Bacillus amyloliquefaciens. Methods and Results: An unknown bacterial species cultured from the Yogu Farm? probiotic dairy beverage was identified through 16S ribosomal RNA analysis as B. amyloliquefaciens, a phylogenetically close relative of Bacillus subtilis. The cell‐free supernatant (CFS) of overnight cultures was active against Listeria monocytogenes and also against clinical isolates of Gardnerella vaginalis and Streptococcus agalactiae. At the same time, several isolates of vaginal probiotic Lactobacilli were resistant to the CFS. The nature of the compound causing inhibitory activity was confirmed as proteinaceous by enzymatic digestion. The protein was isolated using ammonium sulfate precipitation, and further purified via column chromatography. PCR analysis was conducted to determine relatedness to other bacteriocins produced by Bacillus spp. Conclusion: The antimicrobial protein isolated from B. amyloliquefaciens was shown to be subtilosin, a bacteriocin previously reported as produced only by B. subtilis. Significance and Impact of the Study: This is the first report of intra‐species horizontal gene transfer for subtilosin and the first fully characterized bacteriocin isolated from B. amyloliquefaciens. Finally, this is the first report on subtilosin’s activity against bacterial vaginosis‐associated pathogens.     

pH与溶氧控制对解淀粉芽胞杆菌发酵粗甘油生产2,3-丁二醇的影响

首次利用一株安全菌株解淀粉芽胞杆菌发酵生物柴油副产物粗甘油生产2,3-丁二醇。溶氧和pH是影响微生物法生产2,3-丁二醇的最主要因素。结果表明,发酵过程中不控制pH更有利于2,3-丁二醇合成;采用三阶段控制搅拌转速策略,2,3-丁二醇产量最大值达到?38.1?g/L,生产强度达到1.06?g/(L·h),与恒定转速获得的最好结果相比较,分别提高了14.8%和63.1%。采用脉冲流加发酵时,2,3-丁二醇产量达到71.2 g/L,2,3-丁二醇生产强度达到0.99 g/(L·h),这是目前报道的利用粗甘油合成2,3-丁二醇的最高产量。     

解淀粉芽胞杆菌胞外抑菌活性物质研究现状

解淀粉芽胞杆菌是芽胞杆菌属的一个种,在生长过程中可以向胞外分泌多种抑菌活性物质。按照胞外抑菌活性物质合成方式的不同分为两大类,一类是通过核糖体途径合成的核糖体类细菌素、几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶等抑菌物质;另一类是通过非核糖体途径合成的细菌素、表面活性素、芬荠素、伊枯草菌素等脂肽类物质。这些代谢产物种类丰富、广谱抑菌、抗逆性强,可应用于农业、食品工业和环境保护等。本文对解淀粉芽胞杆菌抑菌活性物质的研究及应用现状进行综述,为深入研究和全面开发解淀粉芽胞杆菌抑菌活性物质提供充足的理论依据。