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淡紫灰链霉菌Xjy发酵过程的优化及对大棚番茄叶霉病的防治

作　者: 何其瑞
导　师: 黄丽丽
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 植物病理学
关键词: 淡紫灰链霉菌发酵优化响应面番茄叶霉病
分类号: S436.412
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 66次
引　用: 3次
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内容摘要

植物病害的发生严重影响农作物的质量和产量,制约了农业的快速发展。对植物病害的防治主要是依靠使用化学药剂,但是频繁单一使用化学药剂产生的“3R”问题,以及对人类健康和生存环境带来的损害日益受到重视。利用生防微生物来防治植物病害具有高效、低毒、不易产生抗药性和对环境友好等特点。链霉菌可以产生多种具有生物活性的物质,如抗生素和酶等。链霉菌产生的活性物质中,研究和应用最为广泛的是抗生素,目前抗生素中约有一半来源于链霉菌。链霉菌产生的抗生素在农业生产方面发挥了巨大的作用,可以用来防治植物的真菌、细菌病害和一些虫害。但大多数链霉菌在发酵过程中产生活性物质的水平都比较低,所以对菌株发酵过程(培养基和培养条件)的优化研究显得十分必要。本研究选用的淡紫灰链霉菌(Streptomyces lavendulae)菌株Xjy分离自新疆棉田土壤。前期试验发现,菌株的无菌发酵滤液在皿内对多种病原菌有抑制作用,温室和田间防治试验也初步明确了其对番茄叶霉病的防效。为了该菌株在防治病害中得到推广应用和产业化生产,本研究利用响应面试验设计(response surface methodology,简称RSM),采用杯碟法,以番茄叶霉病菌(Fulvia fulva)作为指示菌,对菌株Xjy的摇床发酵培养基和培养条件进行优化,同时进一步明确菌株的无菌发酵滤液在田间对叶霉病的防治效果。得到以下结果:1.在摇瓶条件下,对菌株Xjy发酵培养基中的成分进行筛选。通过单次单变量试验,对初始发酵培养基中碳源、氮源和无机盐的种类和浓度进行筛选。将菌株Xjy发酵培养基中的成分由初始培养基中的7种(麸皮2%,豆粕1%,NaCl 1.5%,CaCO3 0.6%,(NH4)2SO4 1%,K2HPO4 0.04%,FeSO4 0.001%)简化为3种(豆粕1%、NaCl 1.8%和(NH4)2SO4 2%)。2.利用响应面试验设计法(RSM),对豆粕、NaCl和(NH4)2SO4的含量进行3因素5水平共20次的中心组合试验。得到了菌株Xjy的最优发酵培养基组合为:豆粕1.46%,NaCl 2.25%,(NH4)2SO4 1.26%。菌株在此培养基中发酵,发酵液的抑菌圈直径较初始培养基提高10%,成本与初始培养基相同。3.在确定优化培养基的基础上,利用响应面设计,对菌株Xjy的发酵条件(温度、转速、初始pH、瓶装量和接种量)进行5因素5水平共32次的中心组合试验。结果表明Xjy的最优发酵条件为:温度30℃、摇床转速200 rpm、初始pH 5.0、装料量25 ml/250ml、接种量10%。菌株Xjy发酵过程优化后,发酵液的抑菌圈直径较初始情况提高15%。4.菌株Xjy的发酵上清液在贮藏时对温度的要求不高,光照会对其抑菌活性产生影响,需要遮光贮藏。5.在叶霉病发病情况不同的3块番茄地中进行防治试验。结果表明,经过菌株Xjy无菌发酵滤液或菌悬液喷施3次后的番茄植株的病叶率和病情指数均低于清水对照,防效均达到50%左右。由以上试验结果可以看出,本研究利用响应面设计得到了菌株Xjy的优化发酵培养基和培养条件,提高了菌株的发酵水平,明确了对番茄叶霉病的防效,为该菌在农业生产中的推广应用和工业化生产提供了理论依据和技术指导。

淡紫灰链霉菌Xjy发酵过程的优化及对大棚番茄叶霉病的防治

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