CN106947721A - 一株杀线虫微白黄链霉菌及其应用 - Google Patents

一株杀线虫微白黄链霉菌及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一株杀线虫微白黄链霉菌(Streptomyces albidoflavus)及其在植物根结线虫病防治中的应用。本发明的微白黄链霉菌的保藏编号为CGMCC No.12741。本发明的微白黄链霉菌分离自土壤样本,该菌株的发酵液对植物根结线虫具有明显的杀虫活性,可用于制备针对植物根结线虫病害防治的微生物菌剂。

Description

一株杀线虫微白黄链霉菌及其应用
技术领域
本发明属于微生物农药技术领域,具体涉及一株杀线虫微白黄链霉菌及其应用。
背景技术
植物根结线虫(Meloidogyne spp.)是造成世界农业生产严重损失的一类植物寄生线虫,它属于侧尾腺纲(Secernentea),垫刃目(Tylenchida),异皮总科(Heteroderoidea),根结线虫科(Meloidogyne),根结线虫属(Meloidoyne Goeldi,1989)。目前世界上报道的有效种有90多个,其中分布最广和对作物危害最严重的有4个种,它们是南方根结线虫M.incognita、爪哇根结线虫M.javanica、花生根结线虫M.arenaria和北方根结线虫M.hapla,90%以上的植物根结线虫病是由这四种线虫引起的,特别是南方根结线虫。
根结线虫主要为害植株根部,以口针刺吸植物的汁液,并分泌激素类物质刺激根部组织细胞分裂,在植物的侧根或须根上形成大小不等的瘤,即“根结”。地上部表面症状因发病的轻重程度有差异,轻病株症状不明显,重病株发育不良,植株矮小、黄化,甚至全株枯死,影响农产品的产量和品质。根结线虫的寄主范围很广,据不完全统计,根结线虫的寄主超过3000种植物,分属114科,包括花生、烟草、水稻、香蕉、柑橘、甘薯、大豆、棉花、西瓜、马铃薯和芹菜等多种植物,特别是茄科、葫芦科和十字花科植物根结线虫病尤为严重。病害发生后,一般造成减产10%~20%,严重的可达75%以上。全世界每年因根结线虫危害所造成农作物经济损失约在1000亿美元以上,可使世界农业平均每年减产24.5%,给农业生产者带来极大的经济损失。
对于植物根结线虫病害的防治,历来以化学药剂防治为主。然而,化学杀线虫剂毒性大,对环境污染严重,使用过程中对人、畜不安全,生态效益差,还易使线虫产生抗药性,许多杀线剂已被禁用。最重要的是对人畜健康存在潜在威胁,也致使果品农药高残留和杀伤天敌等副作用日益严重,随着公众环保意识的增强以及对自身生活质量要求的不断提高,化学防治日益受到限制,已不适应农林生产可持续发展的需要。虽然轮作,种植抗病品种和改进栽培措施等方法对线虫有不同程度的防效,但都有较大的局限性,不适应现代农业生产的要求,因此人们除了继续探索一些高效、低毒、低残留、高选择性的杀线虫剂外,重点移向从生态角度寻求新的方法,筛选有益微生物用于植物根结线虫病害的生物防治就是其中之一,生物防治具有稳定,经济,长效和相对安全的特点,同时还能减轻污染,保护生态环境。因此,应用具有可操作性的生物防治方法来控制植物根结线虫病成为国内外学者的共识。
放线菌是自然界中一类很重要的资源微生物,被认为有很好的实用价值,它们主要生活在土壤中,分布广泛,其次生代谢产物被广泛应用于医药、食品及农业领域。研究表明,一些放线菌的代谢产物对根结线虫具有抑制或毒杀作用。将其代谢物或衍生物开发成生物农药是今后研究的一个重点方向。例如用于防治线虫病害的阿维菌素即来源于除虫链霉菌(Streptomyces avemectin)。链霉菌属于原核生物界放线菌目链霉菌科,广泛分布在自然界的各种环境中,尤其是土壤中较多,具有很强的根际定植能力。链霉菌的生防作用主要是由其产生的抗生素实现的,具有高效、低毒、低残留、与环境友好等优点。在目前已经使用的抗生素中,有80%以上是由放线菌产生,而其中的90%以上是由链霉菌产生。因此,从土壤中分离具有农用活性的链霉菌是目前微生物农药开发的一个重要途径。
发明内容
鉴于此,本发明的主要目的是针对植物根结线虫筛选微生物资源,并进一步研究对根结线虫病有防效的拮抗放线菌株BN-F2,对其进行了鉴定和发酵条件的研究,以期为今后植物根结线虫微生物菌剂的开发和应用奠定基础。
本发明提供了一株微白黄链霉菌(Streptomyces albidoflavus)及其应用。
本发明的微白黄链霉菌(Streptomyces albidoflavus)采集自北京农学院,命名为BN-F2,已于2016年7月6日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(地址:北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所),保藏编号为CGMCCNo.12741。微白黄链霉菌BN-F2在高氏一号培养基上28℃条件下培养7d后,菌落为灰白色,致密,表面呈绒状,凸起。扫描电镜(S-3400N,HITACHI)观察发现,该菌株基内菌丝发育良好,呈现黄色,在气生菌丝上生有长孢子链,孢子链直或弯曲,孢子呈椭圆形或柱状,直径5μm左右,孢子壁光滑。
本发明的微白黄链霉菌具有根结线虫的杀虫活性。
本发明的微白黄链霉菌可用于制备针对植物根结线虫病害防治的微生物菌剂。
本发明还提供了针对植物根结线虫病防治的微生物菌剂,其中所述微生物菌剂的活性成分为本发明的微白黄链霉菌(Streptomyces albidoflavus)BN-F2 CGMCC No.12741及其发酵产物。
本发明还提供了微白黄链霉菌CGMCC No.12741的发酵方法,将微黄白链霉菌保藏菌种接种于高氏一号平板培养基上,于25℃条件下活化5天,用直径0.08cm的打孔器打一菌丝块,接种于盛有150mL种子培养基的三角瓶中,25℃,180rpm震荡培养2天,即得种子培养液,将所述种子培养液以体积比4%接种于发酵培养基中,于20-25℃、180-210r/min振荡培养4-6天,得到微黄白链霉菌BN-F2。
所述种子培养基和发酵培养基相同,配方优选为:每1000mL水中加入燕麦片30g,黄豆粉30g,葡萄糖15g,NH4Cl 3g,CaCO3 2g制成,pH7.0。
本发明以植物根结线虫为靶标线虫对从土壤中分离到的5株放线菌的发酵液进行了杀虫活性测定,其中,菌株BN-F2杀线虫活性最强,与其他菌株相比差异显著,其发酵培养滤液对根结线虫二龄幼虫有较强的毒杀活性,24h校正死亡率达到89.97%。对菌株BN-F2的培养条件进行优化后,其发酵培养滤液对根结线虫二龄幼虫的毒杀活性,24h校正死亡率达到92.41%。
对BN-F2进行形态特征、培养特征、生理生化特性和基于16SrDNA基因序列的相似性分析的研究发现,该菌株的上述特征与链霉菌属Streptomyces中的微白黄链霉菌S.albidoflavus近似性很高。因此菌株BN-F2被鉴定为链霉菌属Streptomyces微白黄链霉菌S.albidoflavus。进一步的发酵条件优化试验发现,BN-F2利用7号培养基,pH 7.0,培养4~6d,转速180~210rpm、接种量4%、培养温度20~25℃为产生杀虫物质的最佳发酵条件。燕麦片、葡萄糖、黄豆粉和酵母粉有利于活性物质的产生。
本发明为该菌株的进一步利用提供了依据,但对菌株次生代谢产物中的活性成分了解很少,有关菌株发酵产物中活性物质的分离纯化、结构鉴定以及毒杀机理有待进一步研究探索。
附图说明
图1为BN-F2菌株的菌落形态。
图2为BN-F2菌株光学显微镜下的形态(600×)。
图3为BN-F2菌株扫描电镜下菌丝的形态,其中,A为BN-F2菌株的菌丝形态(6000×),B为BN-F2菌株的菌丝形态(6500×)。
图4为BN-F2菌株扫描电镜下孢子的形态特征(10000×)(A)和BN-F2菌株孢子的扫描电镜形态特征(20000×)(B)。
图5为BN-F2菌株16S rDNA的PCR扩增电泳图;M:Marker A:F2 16S rDNA基因的PCR产物。
图6不同培养基对发酵液杀虫活性的影响。
图7为培养时间对发酵液杀虫活性的影响。
图8为摇床转速对发酵液杀虫活性的影响。
图9为接种量对发酵液杀虫活性的影响。
图10为起始pH值对发酵液杀虫活性的影响。
图11为培养温度对发酵液杀虫活性的影响。
图12为不同碳源对发酵液杀虫活性的影响。
图13为不同氮源对发酵液杀虫活性的影响。
具体实施方式
实施例1.微白黄链霉菌(Streptomyces albidoflavus)BN-F2 CGMCC No.12741的分离及鉴定
一、BN-F2的分离与纯化
1、微白黄链霉菌BN-F2采集和分离方法
从北京农学院东大地教学基地采集土壤10g,加入内装100mL无菌水的三角瓶中,于120rpm摇床上振荡30min,制成土壤悬液,振荡结束后静置1h,取上清0.5mL加入4.5mL无菌水中,涡旋混合,系列稀释10-1-10-8倍,分别取150μL稀释液涂布于高氏一号培养基平板上,在28℃培养3d,挑取培养基上的单菌落进行平板划线纯化,获得微白黄链霉菌菌株。
二、菌株BN-F2的鉴定
1、菌株的形态学观察
(1)光学显微镜观察:采用平皿插片法观察菌株的显微形态特征,将待测菌株接种于高氏一号培养基上,插片,28℃下培养7d,显微镜观察BN-F2菌体形态。
(2)电子显微镜观察:将培养好的菌块处理后用扫描电镜(S-3400N,HITACHI)观察,观察菌丝特征及孢子形态与着生方式用,孢子表面是否光滑,有疣、有刺等,孢子链的形状是否为直,弯曲,螺旋等。
BN-F2菌株的形态学观察结果:BN-F2放线菌在高氏一号培养基上,28℃培养7d后,菌落为灰白色,致密,表面呈绒状,凸起。基内菌丝发育良好,呈现黄色,在气生菌丝上生有长孢子链,孢子链直或弯曲,孢子呈椭圆形或柱状,直径5μm左右,孢子壁光滑(图1、2、3、4)。
2、菌株的培养特征观察
将待测菌株分别接种在高氏一号培养基、克氏一号培养基、PDA培养基、无机盐淀粉琼脂培养基、酪氨酸琼脂培养基、酵母膏琼脂培养基、伊莫松培养基、燕麦粉琼脂培养基、蔗糖察氏琼脂培养基、天门冬素琼脂培养基和苹果酸钙琼脂培养基上,于28℃培养,分别在7d、14d后观察菌株在这些培养基上的生长状况等培养特征。
观察如下项目:
(1)生长状况;
(2)气生菌丝体的颜色(指孢子丝未形成前的颜色);
(3)基质菌丝体的颜色(即菌落背面的颜色);
(4)可溶性色素的颜色(指渗入到培养基内色素的颜色)。
BN-F2菌株的培养特征观察:菌株BN-F2在高氏一号培养基、PDA培养基、酵母膏琼脂培养基、伊莫松培养基和苹果酸钙琼脂培养基上均生长良好,形成丰富的气生菌丝和基生菌丝;而在无机盐淀粉琼脂培养基、酪氨酸琼脂培养基、燕麦粉琼脂培养基、蔗糖察氏琼脂培养基和天门冬素琼脂培养基上生长一般,气生菌丝不多;在克氏一号培养基上生长较差。并且在所有培养基上均无可溶性色素产生,具体见表1所述。
表1菌株BN-F2在11种培养基上的培养特征
表2中各个培养基配方如下:
(1)高氏一号培养基(pH7.2~7.4):
(2)克氏一号培养基(pH7.2~7.4):
(3)PDA培养基:
(4)无机盐淀粉琼脂培养基(pH7.2~7.4):
(5)酪氨酸琼脂培养基(pH7.2~7.4):
(6)酵母膏琼脂培养基(pH7.2~7.4):
(7)伊莫松培养基(pH7.2~7.4):
(8)燕麦粉琼脂培养基(pH7.2~7.4):
(9)微量盐溶液:
(10)蔗糖察氏琼脂培养基(pH7.2~7.4):
(11)天门冬素琼脂培养基(pH7.2~7.4):
(12)苹果酸钙琼脂培养基(pH7.2~7.4):
3、BN-F2菌株的生理生化特性测定
(1)明胶液化:主要测定菌株产生蛋白酶的能力。将待测菌株接种于明胶液化培养基中,28℃下培养,分别于5d、10d、20d、30d观察其液化程度,并设空白对照。观察前将试管放入冰箱冷却20~30min,再观察其液化程度。如明胶成固体状态,说明不液化,如试管中有液体出现,说明明胶被液化。
其中,明胶液化培养基(pH7.2~7.4)配方如下:
(2)牛奶凝固与胨化:将待测菌株接种在装有牛奶凝固与胨化培养基的脱脂牛奶管中,28℃下培养,分别在5d、10d、20d、30d观察一次,如牛奶出现凝块,则为凝固,凝固后有液体出现,凝块进一步水解成液体,就是胨化现象。
其中,牛奶凝固与胨化培养基(pH7.2~7.4)配方如下:
脱脂鲜牛奶 1000mL,
CaCO3 0.02g,
121℃间歇灭菌3次,每次30min。
(3)淀粉水解:用来测定菌株产生淀粉酶的活性。将待测菌株分别接种于淀粉琼脂平板上,采用点接法(接种直径不要超过5mm),待菌株生长良好时,在菌落周围滴加碘液检测。如有淀粉酶产生,即将淀粉变成糊精或利用吸收,遇到碘液不变为蓝色,却形成透明圈,圈的大小表示淀粉酶活性强弱;如不产生淀粉酶,则菌落周围部位遇到碘液呈蓝色。
其中,淀粉水解琼脂(pH7.2~7.4)配方如下:
碘液的制备:碘片1g,碘化钾2g,蒸馏水300ml。
(4)纤维素分解:用来测定菌株产生纤维素酶的能力。将一滤纸条一端浸没在纤维素水解培养基中,灭菌后,将待测菌株接种在液面以上的滤纸条上,一个月后观察滤纸条是否被分解。
其中,纤维素水解培养基(pH7.2):
滤纸条(长5cm、宽0.8cm)
(5)硝酸盐还原:将待测菌株接种于硝酸还原培养基中,于28℃下培养7d、14d后,在白色瓷盘中倒入少许培养7d、14d的培养液,再滴一滴A液和B液。在对照孔中同样滴入A、B液各一滴。滴入A、B液后,溶液若变为粉红色、玫瑰红色、橙色、棕色等,表示有亚硝酸盐存在,为硝酸盐还原阳性。如无红色出现,则可加1或2滴二苯胺试剂,此时呈蓝色,表示培养液中仍有硝酸盐而无亚硝酸盐反应,则还原作用为阴性。若不呈蓝色,表示硝酸盐和新形成的亚硝酸盐都已还原成其它物质,仍按阳性对待。
其中,硝酸盐还原培养基(pH7.2~7.4):
试剂:①格里斯氏试剂:A液—对氨基苯磺酸0.5g,稀乙酸(10%左右)150ml,B液—α-苯胺0.1g,蒸馏水20ml,稀乙酸(10%左右)150ml。
②二苯胺试剂:二苯胺0.5g溶于100ml浓硫酸中,用20ml蒸馏水稀释。
(6)硫化氢产生试验:将待测菌株接种在柴斯纳培养基平板上,与28℃下培养一段时间后如产生黑色素,则说明有H2S产生,H2S与柠檬酸铁结合产生H2S,培养基呈现黑色。其中,柴斯纳(Tresner)琼脂培养基(pH7.2):
(7)碳源利用:将待测菌株分别接种在含有不同碳源利用培养基试管中,不同的放线菌利用不同的糖、醇的能力有很大的差异,这也是放线菌鉴定中的一项重要指标。可测的有机含糖化合物种类很多,有单糖,双糖,糖醇类等,本试验选用了葡萄糖等13种有机含碳化合物作为唯一碳源测定了菌株利用碳源的能力。
其中,碳源利用基础培养基(pH7.2~7.4):
测定方法:不同的碳源按不同的浓度(糖醇类为0.5%~1%,其他为0.1%~0.2%)加入基础培养基,将菌株接种于管中,每菌株做3个重复,以不加任何碳源的试管为对照,28℃下培养7d~14d后观察记录结果,如菌落生长表明能利用该碳源,记为生长“+”,如菌落不生长或与对照相同表明该菌不能利用,记为不生长“-”。
BN-F2菌株的生理生化测定结果:测定了菌株BN-F2的生理生化指标,结果发现:BN-F2能使牛奶凝固但不胨化,能液化明胶,水解淀粉,不产生黑色素和硫化氢,不能分解纤维素,硝酸盐还原。13种碳源利用试验发现:其中在阿拉伯糖、麦芽糖、葡萄糖、蔗糖、果糖、木糖、甘露醇、乳糖、半乳糖和甘油上能生长,在肌醇、甘露糖和鼠李糖上不生长,见表2。
表2.菌株BN-F2的生理生化特征
4、BN-F2菌株的16SrDNA序列分析法鉴定
A、基因组DNA的提取
(1)取待测菌株BN-F2培养液8ml于10mL无菌离心管中,12000rpm离心5min,去上清。
(2)加入500μL 1×TE(pH8.0)溶液悬浮菌体,加入10mg/mL浓度的溶菌酶溶液30μL,37℃温育30-60min。
(3)加入20mg/mL浓度的蛋白酶K溶液20μL,10%的SDS 50μL,55℃水浴2h,期间上下混匀几次。
(4)加入等体积(600μL)氯仿/异戊醇(24:1)颠倒混匀,不能太剧烈,以保证DNA的完整性。
(5)室温10000rpmrpm离心10min,取600μL上层溶液,置于无菌1.5mL离心管中。
(6)加入等体积异丙醇(600μL),-20℃沉淀30min,10000rpm离心5min,弃上清,保留沉淀。rpm
(7)加入700μl冰冷70%乙醇洗涤2次,每次10000rpmrpm离心5min,弃上清留沉淀。
(8)沉淀在通风橱下风干后加入100μL 1×TE(pH8.0)缓冲液溶解,-20℃冰箱保存待用。
B、16SrDNA的PCR扩增
正向引物27F:5′-ACCCGCTGAATTTAAGCAT-3′
反向引物1492R:5′-CTCTTCAGAGTACTTTTCAAC-3′
以基因组DNA为模板,采用PCR方法扩增16S rDNA,50μL反应体系如下:总体积50μl;其中,DNA模板1μL,10mmol/L dNTP混合物1μL,10×PCR buffer(含MgCl2 20mmol/L)5μl,Taq Polymerase 1μL,10mmol/L引物27F 1μL,10mmol/L引物1492R 1μL,ddH2O 40μL。
PCR扩增条件为:95℃5min;95℃1min,54℃1min,72℃1.5min,35个循环;72℃10min。然后采用1%的琼脂糖凝胶对PCR产物电泳检测,将PCR扩增产物送上海生工生物工程技术服务有限公司测序。16SrDNA基因测序后,利用NCBI在线比对服务(www.ncbi.nlm.nih.gov)进行相关有效种的相似性搜索,确定菌株的属种。
16SrDNA序列结果分析:
1)PCR扩增结果
以BN-F2菌株基因组DNA为模板,用通用引物进行PCR扩增,PCR产物经1%琼脂糖凝胶电泳,结果显示扩增出大小约为1.5kb的DNA片段(见图5)。
2)测序结果和序列分析
通过PCR的方法克隆菌株BN-F2的16S rDNA并进行测序,结果显示其长为1587bp,在GenBank数据库中将BN-F2的16SrDNA序列进行有效种的序列相似性搜索,发现菌株BN-F2与链霉菌属的菌株高度相关,说明菌株BN-F2是链霉菌属的成员。与菌株BN-F2同源性最高的链霉菌属的有效种为微白黄链霉菌(Streptomyces albidoflavus,相似性99%)。
3)BN-F2菌株的鉴定结果
基于形态特征、培养特征、生理生化特性及16SrDNA序列分析,表明菌株BN-F2同Streptomyces albidoflavus(EF620361)的同源性最高,达到了99%,而通过形态学和生理生化特征试验结果对照《伯杰细菌鉴定手册》(第八版),也得出与链霉菌属中微白黄链霉菌的形态特征及碳源利用情况基本一致,故将菌株BN-F2鉴定为微白黄链霉菌。
微白黄链霉菌(Streptomyces albidoflavus)BN-F2,已于2016年7月6日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(地址:北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所),保藏编号为CGMCC No.12741。
实施例2.微白黄链霉菌(Streptomyces albidoflavus)BN-F2CGMCC No.12741杀虫活性测定将实施例1获得的菌株进行活性测定,具体方法如下所示:
一、待测菌株发酵液的制备
将待测放线菌接入高氏一号培养基中,25℃,180rpm振荡培养6d,用Beckman离心机10,000rpm离心20min,除去培养基残杂和菌丝,吸取上清液即得发酵液,冷藏备用,用于杀虫活性测定。
二、供试根结线虫的准备
取番茄根结线虫病的病根,自来水轻轻冲洗干净,用解剖针轻轻挑取病根上的乳白色卵囊,放入直径6cm的小培养皿内,加入少量无菌水,在25℃恒温箱中孵化3~4d,收集2龄幼虫(简称J2),并加入一定量的无菌水将其配制成一定浓度(500条/mL左右)的悬浮液备用。
三、毒杀活性的测定
采用触杀法测定。具体步骤为:取96孔细胞培养板,每孔分别加入放线菌发酵液150μL,再加入等体积的线虫悬浮液,混匀,25℃静置24h后倒置显微镜下观察,检查线虫死活(针触法),僵直或卷曲不动的虫体视为死亡,计算线虫校正死亡率,以无菌发酵培养基为对照,每处理重复3次。
四、待测放线菌杀虫活性的测定结果
本发明通过多次对大量的放线菌进行杀虫活性测定,结果发现有5株放线菌发酵液对根结线虫(南方根结线虫)二龄幼虫有不同程度的毒力作用,见表3。从表中可见,5株放线菌中,菌株BN-F2的发酵液活性最高,24h对供试线虫的校正死亡率达89.97%;另外,一株菌株F2的活性也相对较高,24h对供试线虫的校正死亡率达81.76%,其次是菌株JR-F79,校正死亡率为30.62%,菌株JD-F2、BN-F46校正死亡率低,分别为:18.96%和16.56%。
表3、5株放线菌发酵液杀虫活性测定结果
菌株 BN-F2 F2 JD-F2 BN-F46 JR-F79
校正死亡率 89.97% 81.76% 18.96% 16.56% 30.62%
实施例3.微白黄链霉菌(Streptomyces albidoflavus)BN-F2CGMCC No.12741发酵条件优化
将微白黄链霉菌BN-F2分别接种在不同发酵培养基上、在不同发酵温度,不同发酵时间,摇床不同转速、不同接种量、培养基不同起始pH值、不同碳源和不同氮源的培养基上发酵培养,然后按照实施例2所述的方法,测定所得发酵液对根结线虫的杀虫活性,推断出最优培养基和发酵条件。
一、发酵培养基的筛选
1、不同碳源对杀线虫活性的影响
将待测菌株定量接种到分别以可溶性淀粉、葡萄糖、蔗糖、甘露醇、玉米粉、燕麦片和甘油作为碳源的不同培养基上培养,测定不同碳源对发酵液杀虫活性的影响,确定最佳碳源。
杀虫活性测定的方法同实施例2,其中,供试线虫种类为引起番茄根结线虫病的南方根结线虫(Meloidogyne incognita)。
菌株在不同碳源培养基中产生的杀线物质的多少不同,其杀线活性也不同,不同碳源对根结线虫毒杀活性测定结果见图12。从图中可以看出,其中以燕麦片和葡萄糖为碳源的发酵培养基杀线活性最强,校正死亡率分别为80.91%和80.49%。其次是甘油和玉米粉,校正死亡率分别为68.30%和60.19%。说明菌株在这些碳源培养基中生长产生的杀线物质最多。
2、不同氮源对杀线虫活性的影响
将待测菌株定量接种到分别以蛋白胨、牛肉浸膏、酵母粉、硝酸钾、黄豆粉和硫酸铵作为氮源的培养基上培养,测定不同氮源对发酵液杀虫活性的影响,确定最佳氮源。
杀虫活性测定的方法同实施例2,其中,供试线虫种类为引起番茄根结线虫病的南方根结线虫(Meloidogyne incognita)
菌株在不同氮源培养基中产生的杀线物质的多少不同,其杀线活性也不同,结果见图13,从图中可以看出,以黄豆粉和酵母粉为氮源的发酵培养基杀线活性最强,校正死亡率分别为97.28%和93.92%,其次是硝酸钾,校正死亡率为70.86%,与黄豆粉和酵母粉均存在显著性差异,说明菌株在这两种氮源培养基中生长产生的杀线物质最多。
3、培养基配方的选择
将种子培养液按4%的接种量接种于盛有不同发酵培养基(表4)的三角瓶中,28℃,180rpm震荡培养4天。用Beckman离心机10,000rpm离心20min,除去培养基残杂和菌丝。吸取上清液进行杀虫活性测定。
杀虫活性测定的方法同实施例2,其中,供试线虫种类为引起番茄根结线虫病的南方根结线虫(Meloidogyne incognita)
表4.7种液体发酵培养基成分
从图6中可以看出,BN-F2在2号,6号和7号培养基培养得到的发酵液杀线虫活性最强,校正死亡率分别达到了84.63%,84.92%和92.41%,1号,4号和5号培养基次之,校正死亡率分别为53.47%,62.16%和66.80%,3号培养基发酵滤液对线虫的击倒效果最差,校正死亡率为18.53%,说明7号培养基为适合产生杀线虫活性物质的培养基。
二、发酵时间对杀线虫活性的影响
将待测菌株接种到发酵培养基上,28℃,180rpm振荡培养2d、4d、6d、8d、10d后,分别离心上清液(发酵液)用于测定对线虫的毒杀活性,确定最佳发酵时间。
杀虫活性测定的方法同实施例2,其中,供试线虫种类为引起番茄根结线虫病的南方根结线虫(Meloidogyne incognita)。
不同发酵时间对根结线虫毒杀活性测定结果见图7。从图中可见,发酵时间为2d、4d、6d、8d、10d和12d发酵液都对线虫有毒杀活性,校正死亡率分别为:62.38%、88.04%、84.24%、47.62、50.00%和49.79%,其中4d和6d的发酵液对线虫的毒杀活性最强,说明F2最佳的发酵时间是4~6d。
三、摇床转速对杀线虫活性的影响
将待测菌株接种到发酵培养基上培养,28℃条件下振荡培养,摇床转速设0r/min、120r/min、150r/min、180r/min、210r/min和240r/min 6个处理,培养6天后,分别离心,取上清液分别测定其杀虫活性的影响,确定发酵培养的最佳摇床转速。
杀虫活性测定的方法同实施例2,其中,供试线虫种类为引起番茄根结线虫病的南方根结线虫(Meloidogyne incognita)。
不同摇床转速培养获得的发酵液对根结线虫毒杀活性测定结果见图8。从图中可看出,在这几种不同的转速摇瓶培养条件下,发酵滤液都对线虫有毒杀活性。其中180rpm和210rpm时的毒杀活性最强,校正死亡率分别为86.11%和88.78%。其次是240rpm、120rpm和150rpm,校正死亡率分别为69.61%、63.61%和56.83%。即使在静置培养的条件下(28℃)发酵液对线虫仍有毒杀活性,为43.79%。
四、接种量对杀线虫活性的影响
分别以2%、4%、6%、8%、10%、12%(体积百分比)的接种量接种于发酵培养基中,28℃,180rpm振荡培养,培养5d后,测定不同接种量对发酵液杀虫活性的影响,确定最佳接种量。
杀虫活性测定的方法同实施例2,其中,供试线虫种类为引起番茄根结线虫病的南方根结线虫(Meloidogyne incognita)。
不同接种量对根结线虫毒杀活性测定结果见图9。从图中可以看出,接种量从4%到12%时其发酵滤液对线虫的毒杀活性差异不显著,校正死亡率分别为91.27%、88.29%、91.67%、92.58%和90.79%,因此接种量可以选择最小数值,即接种量为4%。
五、起始pH值对杀线虫活性的影响
将待测菌株分别接种到起始pH值为1、3、5、7、9、11、13的发酵培养基上,28℃,180rpm振荡培养5d后,分别离心,取上清液测定起始pH值对BN-F2发酵液杀虫活性的影响,确定最佳起始pH值。
杀虫活性测定的方法同实施例2,其中,供试线虫种类为引起番茄根结线虫病的南方根结线虫(Meloidogyne incognita)。
不同起始pH值对根结线虫毒杀活性测定结果见图10。从图中可以看出,当发酵滤液的起始pH值为1、3、5、7、9、11和13时,发酵滤液对线虫的校正死亡率分别为:31.06%、70.48%、88.95%、91.47%、83.4%、49.57%和54.87%,其中pH=7时击倒率最高,其次是pH=5和pH=9,即最适pH值为7。
六、发酵温度对杀线虫活性的影响
将待测菌株定量接种到发酵培养基上,分别置于20℃、25℃、30℃、35℃、40℃和45℃条件下,振荡培养,测定发酵温度对发酵液杀虫活性的影响,确定最佳发酵温度。
杀虫活性测定的方法同实施例2,其中,供试线虫种类为引起番茄根结线虫病的南方根结线虫(Meloidogyne incognita)。
不同培养温度对根结线虫毒杀活性测定结果见图11。从图中可以看出,当温度为20℃和25℃时,菌株发酵滤液对线虫的毒杀活性最高,校正死亡率分别为86.82%和84.72%,其次是培养温度为30℃和35℃时,校正死亡率分别为63.20%和60.48%,与20℃和25℃时的校正死亡率均存在显著性差异,而当温度达到40℃和45℃时,其击倒率显著下降。因此认为,在所测温度中20℃~25℃为最佳培养温度,20℃以下温度有待于进一步试验。
上述实验表明,对微白黄链霉菌(Streptomyces albidoflavus)BN-F2进行发酵液培养,优化的具体条件如下:
微白黄链霉菌CGMCC No.12741的发酵方法,是在pH 7.0,转速180~210rpm、培养温度20~25℃的条件培养4~6d。
所述发酵用培养基是每1000mL水中加入燕麦片30g,黄豆粉30g,葡萄糖15g,NH4Cl3g,CaCO3 2g制成。
实施例4.微白黄链霉菌(Streptomyces albidoflavus)BN-F2CGMCC No.12741发酵培养及其发酵液制备及其对引起番茄根结线虫病的南方根结线虫(Meloidogyneincognita)的杀虫效果。
一、菌种保存:将该菌株接种到高氏一号培养基上25℃培养7d,冷藏备用。
二、菌种活化和种子培养:将保存菌株接种于高氏一号平板培养基上,25℃培养5d后,用直径0.08cm的打孔器打一菌丝块,接种于盛有150mL种子培养基的三角瓶中,25℃,180rpm振荡培养48h,即得种子培养液。
三、发酵培养:将上述种子培养液以体积比4%接种于发酵培养基中,于25℃、180rpm振荡培养6d,得到微黄白链霉菌BN-F2。所述种子培养基和发酵培养基配方相同,配方为:每1000mL水中加入燕麦片30g,黄豆粉30g,葡萄糖15g,NH4Cl 3g,CaCO3 2g制成,pH7.0。
四、发酵液制备:将振荡培养6d的BN-F2发酵液,用Beckman离心机10,000rpm离心20min,除去培养基残杂和菌丝,吸取上清液即得发酵液,直接用于杀虫活性测定。
杀虫活性测定的供试线虫为引起番茄根结线虫病的南方根结线虫(Meloidogyneincognita)。活性测定方法同实施例2。
结果表明,微白黄链霉菌(Streptomyces albidoflavus)BN-F2CGMCC No.12741上述方法制备的发酵液对供试线虫种类为引起番茄根结线虫病的南方根结线虫(Meloidogyne incognita)24小时校正死亡率分别为92.41%。
引起植物根结线虫病的的线虫种类还有爪哇根结线虫(Meloidogyne javanica)、北方根结线虫(Meloidogyne hapla)、花生根结线虫(Meloidogyne arenaria),经过验证,本发明优化条件制备的发酵液对这三种根结线虫的杀虫活性也很高,24小时校正死亡率达90%以上。
以上说明对本发明而言只是说明性的,而非限制性的,本领域普通技术人员理解,在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下,可做出许多修改、变化或等效,但都将落入本发明的保护范围内。
序列表
<110> 北京农学院
<120> 一株杀线虫微白黄链霉菌及其应用
<130> WHOI170019
<160> 1
<210> 1
<211> 1587
<212> DNA
<213> 微白黄链霉菌(Streptomyces albidoflavus)BN-F2
<400> 1
ggaaccatga catgattacg ccagcttgca tgcctgcagg tcgacgatta gagtttgatc 60
ctggctcagg acgaacgctg gcggcgtgct taacacatgc aagtcgaacg atgaaccgct 120
tttgggcggg gattagtggc gaacgggtga gtaacacgtg ggcaatctgc cctgcactct 180
gggacaagcc ctggaaacgg ggtctaatac cggatatgac cgtctgccgc atggtggatg 240
gtgtaaagct ccggcggtgc aggatgagcc cgcggcctat cagcttgttg gtgaggtagt 300
ggctcaccaa ggcgacgacg ggtagccggc ctgagagggc gaccggccac actgggactg 360
agacacggcc cagactccta cgggaggcag cagtggggaa tattgcacaa tgggcgaaag 420
cctgatgcag cgacgccgcg tgagggatga cggccttcgg gttgtaaacc tctttcagca 480
gggaagaagc gaaagtgacg gtacctgcag aagaagcgcc ggctaactac gtgccagcag 540
ccgcggtaat acgtagggcg caagcgttgt ccggaattat tgggcgtaaa gagctcgtag 600
gcggcttgtc acgtcggttg tgaaagcccg gggcttaacc ccgggtctgc agtcgatacg 660
ggcaggctag agttcggtag gggagatcgg aattcctggt gtagcggtga aatgcgcaga 720
tatcaggagg aacaccggtg gcgaaggcgg atctctgggc cgatactgac gctgaggagc 780
gaaagcgtgg gggagcgaac aggattagat accctggtag tccacgccgt aaacggtggg 840
cactaggtgt gggcaacatt ccacgttgtc cgtgccgcag ctaacgcatt aagtgccccg 900
cctggggagt acggccgcaa ggctaaaact caaaggaatt gacgggggcc cgcacaagcg 960
gcggagcatg tggcttaatt cgacgcaacg cgaagaacct taccaaggct tgacatacac 1020
cggaaacgtc tggagacagg cgcccccttg tggtcggtgt acaggtggtg catggctgtc 1080
gtcagctcgt gtcgtgagat gttgggttaa gtcccgcaac gagcgcaacc cttgtcccgt 1140
gttgccagca ggcccttgtg gtgctgggga ctccacggga gaaccgccgg ggtcaactcg 1200
gaggaaggtg gggacgacgt caagtcatca tgccccttat gtcttgggct gcacacgtgc 1260
tacaatggcc ggtacaatga gctgcgatac cgtgaggtgg agcgaatctc aaaaagccgg 1320
tctcagttcg gattggggtc tgcaactcga ccccatgaag tcggagtcgc tagtaatcgc 1380
agatcagcat tgctgcggtg aatacgttcc cgggccttgt acacaccgcc cgtcacgtca 1440
cgaaagtcgg taacacctga agccggtggc ccaacccctt gtgggaggga gctgtcgaag 1500
gtgggactgg cgattgggac gaagtcgtaa caaggtagcc gtaatcgtcg acctgcaggc 1560
atgcaagctg gcgtaatcat tcatgtc 1587

Claims (9)

1.一株微白黄链霉菌,其特征在于,所述微白黄链霉菌的名称为微白黄链霉菌(Streptomyces albidoflavus)BN-F2,在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的保藏编号为CGMCC No.12741。
2.根据权利要求1所述的微白黄链霉菌,其特征在于,所述微白黄链霉菌的发酵产物具有对根结线虫的杀虫作用。
3.微白黄链霉菌(Streptomyces albidoflavus)BN-F2CGMCC No.12741在制备针对植物根结线虫病害防治的微生物菌剂中的应用。
4.根据权利要求3所述的应用,其特征在于,所述根结线虫为引起植物根结线虫病的主要种类:南方根结线虫(Meloidogyne incognita)、爪哇根结线虫(Meloidogynejavanica)、北方根结线虫(Meloidogyne hapla)、花生根结线虫(Meloidogyne arenaria)。
5.一种针对植物根结线虫病害防治的微生物菌剂,其特征在于,所述微生物菌剂的活性成分为微白黄链霉菌(Streptomyces albidoflavus)BN-F2 CGMCC No.12741和/或其发酵产物。
6.根据权利要求5所述的微生物菌剂,其特征在于,所述根结线虫为引起植物根结线虫病的主要种类:南方根结线虫(Meloidogyne incognita)、爪哇根结线虫(Meloidogynejavanica)、北方根结线虫(Meloidogyne hapla)、花生根结线虫(Meloidogyne arenaria)。
7.根据权利要求5所述的微生物菌剂,其特征在于,所述发酵产物是微白黄链霉菌CGMCC No.12741在pH 7.0,转速180~210rpm,培养温度20~25℃,培养4~6天获得的发酵液;优选的,所述培养用的培养基是每1000mL水中加入燕麦片30g,黄豆粉30g,葡萄糖15g,NH4Cl 3g,CaCO3 2g制成。
8.微白黄链霉菌CGMCC No.12741的发酵方法,是在pH 7.0,转速180~210rpm,培养温度20~25℃,培养4~6天。
9.根据权利要求7所述的发酵方法,其特征在于:所述发酵方法用的培养基是每1000mL水中加入燕麦片30g,黄豆粉30g,葡萄糖15g,NH4Cl 3g,CaCO3 2g制成。
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Inventor after: Shi Ruizhu

Inventor before: Wei Yanmin

Inventor before: Ren Zhengguang

Inventor before: Kong Bingbing

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Inventor before: Xie Xinyue

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