CN115281218B - 一种木霉菌发酵液提取物的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种木霉菌发酵液提取物的应用。本发明将木霉菌发酵液提取物用于防治茶树茶饼病、茶炭疽病、茶白星病,可降低茶树茶饼病75%左右的发病率、降低茶炭疽病80%左右的发病率、降低茶白星病70%左右的发病率;并且本发明给出了木霉菌发酵液提取物的制备方法,不仅制备方法简单,所得木霉菌发酵液提取物也有抑菌效果好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及茶树病害绿色防治技术领域,特别是一种木霉菌发酵液提取物的应用。
背景技术
茶叶是一种天然的健康饮品,富含多酚类、咖啡碱、茶氨酸、茶多糖等有益活性成分,具有降低患心血管疾病风险和减肥的效果,被称为饮料之王。我国具有近5000年的茶叶种植和消费历史,与丝绸、瓷器一起,成为中华文化的典型代表。在现阶段消费者对健康和高品质生活的追求的大环境下,茶叶无疑是健康和高端产品的优质选项。我国是茶叶种植和生产第一大国,种植面积占全世界 60%、产量占40%以上。根据中国茶叶流通协会统计,截至2020年底,我国茶叶种植面积达到4747.69万亩,种植地多集中于长江中下游地区,尤其是西南茶区,近1/2的茶园分布在云南、贵州和四川。由于长江中下游地区温暖潮湿的气候特征,可引发多种茶园病害,对茶叶产量和品质造成极大的威胁。目前危害中国茶园的主要病害包括茶饼病、茶炭疽病、茶白星病、茶轮斑病等。
当前对茶树病害的防治,仍以见效较快的百菌清、代森锌、吡唑醚菌酯和苯醚甲环唑等化学农药为主。但常年对化学农药的依赖,植物病原真菌对这些杀菌剂已经产生了不同程度的抗药性,且呈现不断加剧的趋势。化学农药施用后的另一方面是农药残留对茶叶品质和食用安全性的影响,与茶叶的绿色安全生产的国家“十四五”绿色农业发展规划和理念相背离。食品安全是关乎社会经济稳定的国家一号战略,因此,开发具有高效、低毒的新型茶树病原菌杀菌剂或者无毒、无污染、与环境相容性好的生物农药是当前茶叶生产中的一项迫切需求,对茶树病害的绿色防控和绿色农药的研制具有重要意义。
木霉菌(Trichoderma spp.)是木霉菌属子囊菌门,粪壳纲,肉座菌目,肉座菌科,木霉属,广泛存在于不同环境条件下的土壤中,是被认为最有希望和潜力的生物防治因子。近些年,木霉菌的研究与应用得到了快速的发展。结合遗传学、分子生物学、生物化学及生态学等研究方法,木霉菌及其代谢产物在促进植物生长,增加营养物质的吸收利用率,提高农作物的产量,以及增强对病害的防御性方面势必有更为广阔的应用前景。特别是在倡导绿色农业的大背景下,木霉菌的大面积推广应用已成为构建现代和高效的生物防治病虫害体系中不可或缺的一部分。当前对生防木霉菌在农作物中的应用主要采用土壤回接的方法,将木霉菌定植于作物根际土壤中,并被植株根系吸收传导至根部、茎部、叶部病害部位,或改变虫害的取食性,从而起到防治病虫害的效果。少见用木霉菌发酵液直接作为液体农药,更少见对木霉菌发酵液成分进行深度挖掘,进行叶部喷施以防治茶树病害的研究或报道。因此,本发明的目的是研制木霉菌及其发酵液,针对茶饼病、茶炭疽病、茶白星病的病原菌抑制和杀灭进行研究,降低化学农药的使用,前景不可限量。
发明内容
本发明的目的在于,一种木霉菌发酵液提取物的应用,所述木霉菌发酵液提取物用于防治茶饼病、茶树炭疽病或茶白星病。
前述的木霉菌发酵液提取物的应用,在1-3月份、4-6月份及9-11月份三个打药季,均匀喷施用水稀释100-1000倍的木霉菌发酵液提取物于茶树叶片和枝条上用于防治茶饼病、茶树炭疽病、茶白星病。
具体的说,前述的木霉菌发酵液提取物的应用,所述用水稀释100-1000倍的木霉菌发酵液提取物是稀释500倍。
具体的说,前述的木霉菌发酵液提取物的应用,所述喷施是在晴天清晨或傍晚进行,每隔7~10天喷施一次,每个打药季喷施1~3次,喷施次数视效果而定。
前述的木霉菌发酵液提取物的应用,所述木霉菌发酵液提取物的制备方法包括如下步骤:
(1)木霉菌分离:茶树根围表层土壤收集,从茶树根围表层土壤中分离木霉菌株,采用平板对峙法获得对茶炭疽病、茶饼病或茶白星病具有抑制效果的木霉菌菌株;
(2)木霉菌菌株活化:在PDA平板培养基上接种步骤(1)所得直径为6mm 的木霉菌菌饼,恒温培养,培养6-8d后,得到活化好的木霉菌菌落;
(3)种子液培养:在500ml锥形瓶中装入80-120ml的PDB培养基,从步骤 (2)的平板上挑取活化好的木霉菌菌落接种于摇瓶中,培养温度22-24℃,摇床转速100r/min,培养6-8d后进行接种发酵,得到种子液;
(4)木霉菌发酵液制备:称取马铃薯18-22g、麦芽糖0.8-1.2g、酵母浸膏 0.45-0.55g、玉米粉0.08-0.12g,用蒸馏水稀释制备成100ml的发酵培养基,使用3mol/L盐酸和1mol/L氢氧化钠调解至pH4.0,装入500ml锥形瓶中,向发酵培养基中接种8-12ml的种子液,培养温度22-24℃,150r/min发酵培养 10-20d,再经抽滤去除菌丝后,得到木霉菌发酵液;
(5)木霉菌发酵液提取物制备:将所制得的木霉菌发酵液离心去沉淀,再用乙酸乙酯萃取两次,每次发酵液与乙酸乙酯按体积比为5:3-4,合并两次乙酸乙酯层,放入旋转蒸发仪中,在50-70℃下浓缩蒸干成膏状,用少量丙酮将膏状物溶解,置于小三角瓶中,在90-110℃水浴中加热15-25min,用细菌过滤器过滤后,即得木霉菌发酵液提取物。
具体的说,前述的木霉菌发酵液提取物的应用,所述步骤(1)中木霉菌分离:用铁铲将茶树根围表层土壤及腐叶除去后,采用五点取样法挖取深度8-15cm 的土壤,采用梯度稀释法从茶树根围表层土壤中分离木霉菌株,采用平板对峙法获得对茶炭疽病、茶饼病或茶白星病具有抑制效果的木霉菌菌株。
具体的说,前述的木霉菌发酵液提取物的应用,所述步骤(2)中木霉菌菌株活化:在PDA平板培养基上接种步骤(1)所得直径为6mm的木霉菌菌饼,23 ℃恒温培养7d,得到活化好的木霉菌菌落。
具体的说,前述的木霉菌发酵液提取物的应用,所述步骤(3)中种子液培养:在500ml锥形瓶中装入/100ml的PDB培养基,从步骤(2)的平板上挑取活化好的木霉菌菌落接种于摇瓶中,培养温度23℃,摇床转速100r/min,培养7d 后进行接种发酵,得到种子液;
具体的说,前述的木霉菌发酵液提取物的应用,所述步骤(4)中木霉菌发酵液制备:称取马铃薯20g、麦芽糖1g、酵母浸膏0.5g、玉米粉0.1g,用蒸馏水稀释制备成100ml的发酵培养基,使用3mol/L盐酸或1mol/L氢氧化钠调解至 pH4.0,装入500ml锥形瓶中,向发酵培养基中接种10ml的种子液,培养温度 23℃,120r/min发酵培养15d,再经抽滤去除菌丝后,得到木霉菌发酵液;
具体的说,前述的木霉菌发酵液提取物的应用,所述步骤(5)中木霉菌发酵液提取物制备:将所制得的木霉菌发酵液离心去沉淀,再用乙酸乙酯萃取两次,每次发酵液与乙酸乙酯按体积比为5:4,合并两次乙酸乙酯层,放入旋转蒸发仪中,在60℃下浓缩蒸干成膏状,用少量丙酮将膏状物溶解,置于小三角瓶中,在100℃水浴中加热20min,用细菌过滤器过滤后,即得木霉菌发酵液提取物。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
1、本发明提出的将木霉菌发酵液提取物用于防治茶树茶饼病、茶炭疽病、茶白星病,可降低茶树茶饼病75%左右的发病率、降低茶炭疽病80%左右的发病率、降低茶白星病70%左右的发病率。
2、本发明还给出了木霉菌发酵液提取物的制备方法,制备步骤仅包括木霉菌的分离、木霉菌发酵液获得、木霉菌发酵液提取物的获得,制备方法简单,且制得木霉菌发酵液提取物对茶炭疽病病原菌的平板抑制效果达到98.26%,抑菌效果好。
3、本发明中选择1-3月份、5-6月份及9-11月份喷施木霉菌发酵液提取物稀释液,是因为这几个月份分别是茶白星病、茶饼病、茶炭疽病多发时期,在此期间喷施木霉菌发酵液提取物稀释液可更好的防治茶白星病、茶饼病、茶炭疽病。
4、本发明中优选用水稀释500倍的木霉菌提取物进行防治茶白星病、茶饼病、茶炭疽病,是因为该稀释倍数下的木霉菌提取物稀释液能够取得较好的防治效果,当稀释500倍左右时,防治效果最佳。
5、本发明中选择喷施木霉菌提取物稀释液在晴天清晨或傍晚进行,每隔7~ 10天喷施一次,每个打药季喷施1~3次,如此可实现较好的茶白星病、茶饼病、茶炭疽病防治效果。
综上所述:本发明提出的将木霉菌发酵液提取物用于防治茶白星病、茶饼病、茶炭疽病,可有效降低茶树的茶白星病、茶饼病、茶炭疽病发病率,可降低茶树茶饼病75%左右的发病率、降低茶炭疽病80%左右的发病率、降低茶白星病70%左右的发病率;并且本发明给出了木霉菌发酵液提取物的制备方法,不仅制备方法简单,所得木霉菌发酵液提取物也有抑菌效果好的优点。
附图说明
图1木霉菌ITS序列回收结果(注:M:marker;1:木霉菌);
图2木霉菌的系统进化树;
图3发酵液提取物抑制茶炭疽菌效果、发酵液提取物抑制茶炭疽菌菌丝扫描电镜图片(注:1:对照;2:发酵液30%硫酸铵沉淀蛋白质;3:发酵液45%硫酸铵沉淀蛋白质;4:发酵液80%硫酸铵沉淀蛋白质;5:发酵液水溶性物质; 6:发酵液脂溶性物质);
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明,但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1。
1、木霉菌发酵液提取物的制备方法:
(1)用铁铲将茶树根围表层土壤及腐叶除去后,采用五点取样法挖取深度 8-15cm的土壤,采用梯度稀释法从茶树根围表层土壤中分离木霉菌株,采用平板对峙法获得对茶炭疽病、茶饼病、茶白星病具有抑制效果的木霉菌菌株;
(2)木霉菌菌株活化:在PDA平板培养基上接种步骤(1)所得直径为6mm 的木霉菌菌饼,恒温培养,培养7d后,得到活化好的木霉菌菌落;
(3)种子液培养:在500ml锥形瓶中装入100ml的PDB培养基,从步骤(2) 的平板上挑取活化好的木霉菌菌落接种于摇瓶中,培养温度23℃,摇床转速100r/min,培养7d后进行接种发酵,得到种子液;
(4)木霉菌发酵液制备:称取马铃薯20g、麦芽糖1.0g、酵母浸膏0.5g、玉米粉0.1g,用蒸馏水稀释制备成100ml的发酵培养基,使用3mol/L盐酸和 1mol/L氢氧化钠调解至pH4.0,装入500ml锥形瓶中,向发酵培养基中接种10ml 的种子液,培养温度23℃,150r/min发酵培养15d,经抽滤去除菌丝后,得到木霉菌发酵液;
(5)木霉菌发酵液提取物制备:将所制得的木霉菌发酵液离心去沉淀,再用乙酸乙酯萃取两次,每次发酵液与乙酸乙酯按体积比为5:4,合并两次乙酸乙酯层,放入旋转蒸发仪中,在60℃下浓缩蒸干成膏状,用少量丙酮将膏状物溶解,置于小三角瓶中,在100℃水浴中加热20min,用细菌过滤器过滤后,即得木霉菌发酵液提取物。
2、防治过程:1月15日开始进行喷施用水稀释500倍的木霉菌发酵液提取物,在晴天清晨进行,每隔8天喷施一次,均匀喷施于茶树叶片和枝条上。
3、结果:按照本方法防治茶树茶饼病、茶炭疽病、茶白星病,可降低茶树茶饼病76%左右的发病率、降低茶炭疽病79%左右的发病率、降低茶白星病73%左右的发病率。
实施例2。
1、木霉菌发酵液提取物的制备方法:
(1)用铁铲将茶树根围表层土壤及腐叶除去后,采用五点取样法挖取深度 8-15cm的土壤,采用梯度稀释法从茶树根围表层土壤中分离木霉菌株,采用平板对峙法获得对茶炭疽病、茶饼病、茶白星病具有抑制效果的木霉菌菌株;
(2)木霉菌菌株活化:在PDA平板培养基上接种步骤(1)所得直径为6mm 的木霉菌菌饼,恒温培养,培养6d后,得到活化好的木霉菌菌落;
(3)种子液培养:在500ml锥形瓶中装入80ml的PDB培养基,从步骤(2) 的平板上挑取活化好的木霉菌菌落接种于摇瓶中,培养温度22℃,摇床转速 100r/min,培养6d后进行接种发酵,得到种子液;
(4)木霉菌发酵液制备:称取马铃薯18g、麦芽糖0.8g、酵母浸膏0.45g、玉米粉0.08g,用蒸馏水稀释制备成100ml的发酵培养基,使用3mol/L盐酸和 1mol/L氢氧化钠调解至pH4.0,装入500ml锥形瓶中,向发酵培养基中接种8ml 的种子液,培养温度22℃,150r/min发酵培养10d,经抽滤去除菌丝后,得到木霉菌发酵液;
(5)木霉菌发酵液提取物制备:将所制得的木霉菌发酵液离心去沉淀,再用乙酸乙酯萃取两次,每次发酵液与乙酸乙酯按体积比为5:3,合并两次乙酸乙酯层,放入旋转蒸发仪中,在50℃下浓缩蒸干成膏状,用少量丙酮将膏状物溶解,置于小三角瓶中,在90℃水浴中加热15min,用细菌过滤器过滤后,即得木霉菌发酵液提取物。
2、防治过程:2月1日开始进行喷施用水稀释1000倍的木霉菌发酵液提取物,在晴天傍晚进行,每隔7天喷施一次,均匀喷施于茶树叶片和枝条上。
3、结果:按照本方法防治茶树茶饼病、茶炭疽病、茶白星病,可降低茶树茶饼病72%左右的发病率、降低茶炭疽病75%左右的发病率、降低茶白星病68%左右的发病率。
实施例3。
1、木霉菌发酵液提取物的制备方法:
(1)用铁铲将茶树根围表层土壤及腐叶除去后,采用五点取样法挖取深度 8-15cm的土壤,采用梯度稀释法从茶树根围表层土壤中分离木霉菌株,采用平板对峙法获得对茶炭疽病、茶饼病、茶白星病具有抑制效果的木霉菌菌株;
(2)木霉菌菌株活化:在PDA平板培养基上接种步骤(1)所得直径为6mm 的木霉菌菌饼,恒温培养,培养8d后,得到活化好的木霉菌菌落;
(3)种子液培养:在500ml锥形瓶中装入120ml的PDB培养基,从步骤(2) 的平板上挑取活化好的木霉菌菌落接种于摇瓶中,培养温度24℃,摇床转速 100r/min,培养8d后进行接种发酵,得到种子液;
(4)木霉菌发酵液制备:称取马铃薯22g、麦芽糖1.2g、酵母浸膏0.55g、玉米粉0.12g,用蒸馏水稀释制备成100ml的发酵培养基,使用3mol/L盐酸和 1mol/L氢氧化钠调解至pH4.0,装入500ml锥形瓶中,向发酵培养基中接种12ml的种子液,培养温度24℃,150r/min发酵培养20d,经抽滤去除菌丝后,得到木霉菌发酵液;
(5)木霉菌发酵液提取物制备:将所制得的木霉菌发酵液离心去沉淀,再用乙酸乙酯萃取两次,每次发酵液与乙酸乙酯按体积比为5:4,合并两次乙酸乙酯层,放入旋转蒸发仪中,在70℃下浓缩蒸干成膏状,用少量丙酮将膏状物溶解,置于小三角瓶中,在110℃水浴中加热25min,用细菌过滤器过滤后,即得木霉菌发酵液提取物。
2、防治过程:5月20日开始进行喷施用水稀释300倍的木霉菌发酵液提取物,在晴天清晨进行,每隔7天喷施一次,均匀喷施于茶树叶片和枝条上。
3、结果:按照本方法防治茶树茶饼病、茶炭疽病、茶白星病,可降低茶树茶饼病75%左右的发病率、降低茶炭疽病72%左右的发病率、降低茶白星病71%左右的发病率。
实施例4。
1、木霉菌发酵液提取物的制备方法:
(1)用铁铲将茶树根围表层土壤及腐叶除去后,采用五点取样法挖取深度 8-15cm的土壤,采用梯度稀释法从茶树根围表层土壤中分离木霉菌株,采用平板对峙法获得对茶炭疽病、茶饼病、茶白星病具有抑制效果的木霉菌菌株;
(2)木霉菌菌株活化:在PDA平板培养基上接种步骤(1)所得直径为6mm 的木霉菌菌饼,恒温培养,培养8d后,得到活化好的木霉菌菌落;
(3)种子液培养:在500ml锥形瓶中装入90ml的PDB培养基,从步骤(2) 的平板上挑取活化好的木霉菌菌落接种于摇瓶中,培养温度24℃,摇床转速 100r/min,培养6d后进行接种发酵,得到种子液;
(4)木霉菌发酵液制备:称取马铃薯19g、麦芽糖0.8g、酵母浸膏0.55g、玉米粉0.11g,用蒸馏水稀释制备成100ml的发酵培养基,使用3mol/L盐酸和 1mol/L氢氧化钠调解至pH4.0,装入500ml锥形瓶中,向发酵培养基中接种10ml 的种子液,培养温度22℃,150r/min发酵培养12d,经抽滤去除菌丝后,得到木霉菌发酵液;
(5)木霉菌发酵液提取物制备:将所制得的木霉菌发酵液离心去沉淀,再用乙酸乙酯萃取两次,每次发酵液与乙酸乙酯按体积比为5:3.5,合并两次乙酸乙酯层,放入旋转蒸发仪中,在55℃下浓缩蒸干成膏状,用少量丙酮将膏状物溶解,置于小三角瓶中,在100℃水浴中加热23min,用细菌过滤器过滤后,即得木霉菌发酵液提取物。
2、防治过程:5月25日开始进行喷施用水稀释100倍的木霉菌发酵液提取物,在晴天傍晚进行,每隔10天喷施一次,均匀喷施于茶树叶片和枝条上。
3、结果:按照本方法防治茶树茶饼病、茶炭疽病、茶白星病,可降低茶树茶饼病75%左右的发病率、降低茶炭疽病77%左右的发病率、降低茶白星病74%左右的发病率。
实施例5。
1、木霉菌发酵液提取物的制备方法:
(1)用铁铲将茶树根围表层土壤及腐叶除去后,采用五点取样法挖取深度 8-15cm的土壤,采用梯度稀释法从茶树根围表层土壤中分离木霉菌株,采用平板对峙法获得对茶炭疽病、茶饼病、茶白星病具有抑制效果的木霉菌菌株;
(2)木霉菌菌株活化:在PDA平板培养基上接种步骤(1)所得直径为6mm 的木霉菌菌饼,恒温培养,培养7d后,得到活化好的木霉菌菌落;
(3)种子液培养:在500ml锥形瓶中装入110ml的PDB培养基,从步骤(2) 的平板上挑取活化好的木霉菌菌落接种于摇瓶中,培养温度24℃,摇床转速 100r/min,培养6d后进行接种发酵,得到种子液;
(4)木霉菌发酵液制备:称取马铃薯22g、麦芽糖0.9g、酵母浸膏0.45g、玉米粉0.12g,用蒸馏水稀释制备成100ml的发酵培养基,使用3mol/L盐酸和 1mol/L氢氧化钠调解至pH4.0,装入500ml锥形瓶中,向发酵培养基中接种12ml 的种子液,培养温度23℃,150r/min发酵培养16d,经抽滤去除菌丝后,得到木霉菌发酵液;
(5)木霉菌发酵液提取物制备:将所制得的木霉菌发酵液离心去沉淀,再用乙酸乙酯萃取两次,每次发酵液与乙酸乙酯按体积比为5:4,合并两次乙酸乙酯层,放入旋转蒸发仪中,在55℃下浓缩蒸干成膏状,用少量丙酮将膏状物溶解,置于小三角瓶中,在90-110℃水浴中加热24min,用细菌过滤器过滤后,即得木霉菌发酵液提取物。
2、防治过程:9月2日开始进行喷施用水稀释700倍的木霉菌发酵液提取物,在晴天傍晚进行,每隔8天喷施一次,均匀喷施于茶树叶片和枝条上。
3、结果:按照本方法防治茶树茶饼病、茶炭疽病、茶白星病,可降低茶树茶饼病78%左右的发病率、降低茶炭疽病74%左右的发病率、降低茶白星病73%左右的发病率。
实施例6。
1、木霉菌发酵液提取物的制备方法:
(1)用铁铲将茶树根围表层土壤及腐叶除去后,采用五点取样法挖取深度 8-15cm的土壤,采用梯度稀释法从茶树根围表层土壤中分离木霉菌株,采用平板对峙法获得对茶炭疽病、茶饼病、茶白星病具有抑制效果的木霉菌菌株;
(2)木霉菌菌株活化:在PDA平板培养基上接种步骤(1)所得直径为6mm 的木霉菌菌饼,恒温培养,培养8d后,得到活化好的木霉菌菌落;
(3)种子液培养:在500ml锥形瓶中装入95ml的PDB培养基,从步骤(2) 的平板上挑取活化好的木霉菌菌落接种于摇瓶中,培养温度23℃,摇床转速 100r/min,培养7d后进行接种发酵,得到种子液;
(4)木霉菌发酵液制备:称取马铃薯20g、麦芽糖1.2g、酵母浸膏0.55g、玉米粉0.09g,用蒸馏水稀释制备成100ml的发酵培养基,使用3mol/L盐酸和 1mol/L氢氧化钠调解至pH4.0,装入500ml锥形瓶中,向发酵培养基中接种12ml 的种子液,培养温度23℃,150r/min发酵培养10d,经抽滤去除菌丝后,得到木霉菌发酵液;
(5)木霉菌发酵液提取物制备:将所制得的木霉菌发酵液离心去沉淀,再用乙酸乙酯萃取两次,每次发酵液与乙酸乙酯按体积比为5:3,合并两次乙酸乙酯层,放入旋转蒸发仪中,在65℃下浓缩蒸干成膏状,用少量丙酮将膏状物溶解,置于小三角瓶中,在110℃水浴中加热18min,用细菌过滤器过滤后,即得木霉菌发酵液提取物。
2、防治过程:10月21日开始进行喷施用水稀释400倍的木霉菌发酵液提取物,在晴天清晨进行,每隔7天喷施一次,均匀喷施于茶树叶片和枝条上。
3、结果:按照本方法防治茶树茶饼病、茶炭疽病、茶白星病,可降低茶树茶饼病72%左右的发病率、降低茶炭疽病85%左右的发病率、降低茶白星病69%左右的发病率。
实验例。为验证本发明效果,发明人做了大量实验,部分实验记录如下:
一、木霉菌分子生物学鉴定
1.1木霉菌分离
用铁铲将茶树根围表层土壤及腐叶除去后,采用五点取样法挖取深度 8-15cm的土壤,,采用梯度稀释法从茶树根际土样中分离木霉菌株,采用平板对峙法获得对茶炭疽病、茶饼病、茶白星病具有抑制效果的木霉菌菌株。
1.2木霉菌鉴定
采用CTAB法提取木霉菌基因组DNA后,以DNA为模板,以ITS1、ITS4 为引物对ITS序列基因进行PCR扩增,切胶回收目的条带,进行1%琼脂糖凝胶电泳检测,得到木霉菌基因组DNA特异性电泳条带(如图1);将胶回收产物交由上海生工生物工程股份有限公司测序,测序结果为:
TGCGGAGGGATCATTACCGAGTTTACAACTCCCAAACCCAATGTGAAC GTTACCAAACTGTTGCCTCGGCGGGGTCACGCCCCGGGTGCGTCGCAGCC CCGGAACCAGGCGCCCGCCGGAGGAACCAACCAAACTCTTTCTGTAGTCCCCTCGCGGACGTATTTCTTACAGCTCTGAGCAAAAATTCAAAATGAATCAA AACTTTCAACAACGGATCTCTTGGTTCTGGCATCGATGAAGAACGCAGCGAAATGCGATAAGTAATGTGAATTGCAGAATTCAGTGAATCATCGAATCTTTGA ACGCACATTGCGCCCGCCAGTATTCTGGCGGGCATGCCTGTCCGAGCGTCA TTTCAACCCTCGAACCCCTCCGGGGGATCGGCGTTGGGGATCGGGACCCCTCACACGGGTGCCGGCCCCGAAATACAGTGGCGGTCTCGCCGCAGCCTCTC CTGCGCAGTAGTTTGCACAACTCGCACCGGGAGCGCGGCGCGTCCACGTCCGTAAAACACCCAACTTTCTGAAATGTTGACCTCGGATCAGGTAGGAATAC CCGCTGAACTTAAGCATATC;
将序列与GeneBank中已登录的序列进行Blast比对,获得已定名的、同源性较高的菌株序列,构建系统进化树,结果如图2,表明木霉菌与棘孢木霉 Trichoderma asperellumT9(AccessionNo.MH809180.1)的序列相似性较高。
二、木霉菌发酵液提取物抑菌效果考察与成分鉴定。
2.1木霉菌发酵液的制备
(1)平板活化:在PDA培养基上接种直径6mm木霉菌菌饼,恒温培养,培养6-8d后,得到活化好的平板;
(2)种子液培养:在500ml锥形瓶中装入80-120ml的PDB培养基,从步骤(1)的平板上挑取菌落接种于摇瓶中,培养温度23℃,摇床转速100r/min,培养6-8d后进行接种发酵,得到种子液;
(3)发酵培养基的制备:按照发酵培养基配方(马铃薯200g/L、麦芽糖10g/L、酵母浸膏5g/L、玉米粉1g/L)比例称量,用蒸馏水稀释制备成100ml的发酵培养基,使用3mol/L盐酸或1mol/L氢氧化钠调解至pH4.0,装入500ml锥形瓶中,向发酵培养基中接种8-12ml的种子液,培养温度23℃,150r/min发酵培养10-20d,得到发酵培养基;
(4)木霉菌发酵液的制备:取步骤③中的发酵培养基,经抽滤去除菌丝后即得木霉菌发酵液。
2.2木霉菌发酵液蛋白质提取
(1)透析袋的处理
将透析袋(3000Da)放入50%乙醇煮沸1小时,再依次用50%乙醇、0.01mol/L 碳酸氢钠和0.001mol/LEDTA溶液洗涤,最后用蒸馏水冲洗即可使用。
(2)发酵液蛋白质提取
将发酵液离心去沉淀,在上清液中加固体(NH4)2SO4至30%饱和度,于 4℃冰箱中静置12h后于4℃下10000r·min-1离心20min获得沉淀。上清液继续加入(NH4)2SO4至45%饱和度,重复上面的步骤,直至达到80%饱和度,去上清液,将沉淀溶于10ml 0.2mol/L的磷酸钠缓冲液中;用透析袋盛溶液,用夹子加紧并在0.2mol/L的磷酸钠缓冲液中4℃除去(NH4)2SO4;透析后在透析袋的外面撒聚乙二醇来提高蛋白浓度,最后将透析液用细菌过滤器过滤,保存于离心管中置于4℃冰箱备用。
2.3发酵液的小分子物质提取
将发酵液用乙酸乙酯萃取,发酵液与乙酸乙酯为5:4。萃取液分成水溶性和脂溶性2层,分别合并各成分的萃取液在旋转蒸发仪(60℃)浓缩蒸干成膏状,用少量丙酮将膏状物溶解,置于小三角瓶中,把溶解液在100℃水浴中加热 20min,用细菌过滤器过滤后,于4℃冰箱保存备用。
2.4发酵液提取物抑菌实验
将发酵液提取得到的蛋白质物质、水溶性物质、脂溶性物质分别与灭菌好的 PDA培养基1:9混合均匀,不添加滤液的PDA培养基作为对照实验。在平板中央接种直径6mm茶炭疽菌菌饼(每组实验设3次生物学重复),25℃黑暗培养,5d。采用“十”字交叉法测量并记录茶炭疽病菌菌落生长直径,并计算菌丝生长抑菌率。
其中对照菌菌落直径8.65cm,菌饼直径0.6cm
2.5扫描电镜实验方法步骤
临界点干燥制样:将样品从戊二醛中取出,进行50%,70%,100%,100%的乙醇梯度脱水,然后取出,放入超临界干燥机(美国tousimis autosamdri-815, SeriesA)中,进行干燥。干燥大约1个小时,取出,固定在样品台上,喷金,测试。
2.6木霉菌发酵液脂溶性成分分析
(1)GC-MS
取10ml发酵液样品,置于25mL三角瓶中,密封,密封口插入装有2 cm-50/30μmDVB/CAR/PDMS StableFlex纤维头的固相微萃取仪手动进样器,在 65℃的平板加热条件下顶空萃取60min时间后,移出萃取头并立即插入气相色谱仪进样口(温度250℃)中,热解析进样。
仪器:HP6890/5975C GC/MS联用仪(美国安捷伦公司)。
色谱柱为HP-5MS(60m×0.25mm×0.25μm)弹性石英毛细管柱,柱温40℃,保持2min,以3.5℃.min-1升温至180℃,再以10℃.min-1升温至310℃,保持3min,运行时间:58min;汽化室温度250℃;载气为高纯He(99.999%);柱前压16.08psi,载气流量1.0mL/min;分流进样,分流比:10:1;溶剂延迟时间:3min
离子源为EI源;离子源温度230℃;四极杆温度150℃;电子能量70eV;发射电流34.6μA;倍增器电压1847V;接口温度280℃;质量范围29~500amu。对总离子流图中的各峰经质谱计算机数据系统检索及核对Nist17和Wiley275标准质谱图,确定了X种挥发性化学成分,用峰面积归一化法测定了各化学成分的相对质量分数。
(2)LC-MS
实验方法
项目 | 描述 | 制造商 |
液相系统 | Dionex Ultimate 3000 RSLC(HPG) | Thermo Fisher Scientific |
质谱系统 | Thermo Scientific Q Exactive Focus | Thermo Fisher Scientific |
离子源 | HESI-II | Thermo Fisher Scientific |
色谱柱
类型 | 规格 | 制造商 |
ThermoFisher Hypersil GOLD aQ | 100*2.1mm,1.9μm | Thermo Fisher Scientific |
离子源参数设置
离子源参数 | 设定值 |
Spray Voltage | 3.0kV(+)/2.5kV(-) |
Capillary Temperature | 320℃ |
Sheath Gas | 35arb |
AUX Gas | 10arb |
Sweep Gas | 0arb |
Probe Heater Temperature | 350℃ |
S-Lens | 60 |
梯度洗脱表
质谱扫描参数设置
2.7实验结果与分析
(1)木霉菌发酵液提取物抑菌效果
表1发酵液提取物抑制茶炭疽菌抑菌率
项目 | 茶炭疽菌直径(cm) | 抑菌率(%) |
发酵液30%硫酸铵沉淀蛋白质 | 7.65±0.04a | 14.66±0.03a |
发酵液45%硫酸铵沉淀蛋白质 | 6.87±0.08b | 22.11±0.57b |
发酵液80%硫酸铵沉淀蛋白质 | 5.64±0.13c | 37.39±0.06c |
发酵液水溶性物质 | 5.74±0.09c | 36.15±0.23c |
发酵液脂溶性物质 | 0.74±0.02d | 98.26±0.18d |
由图1和表1可看出,发酵液30%、45%、80%硫酸铵沉淀蛋白质与发酵液水溶性、脂溶性物质均对茶炭疽菌有抑制作用,其中发酵液脂溶性物质抑制作用最明显。
(2)木霉菌发酵液脂溶性成分分析
通过GC-MS分析,共鉴定得到18种已知化合物(表2),其主要成分为Ethanol (乙醇,30.59%)、6-pentyl-2H-Pyran-2-one(6-戊基-2H-吡喃-2-酮,27.97%)、 2,4-Di-tert-butylphenol(2,4-二-叔-丁基苯酚,8.91%)、2-methyl-1-Butanol(2-甲基-1-丁醇,8.47%)。已有研究表明,6-戊基-2H-吡喃-2-酮的合成在哈茨木霉中受转录因子Thctf1(角质酶合成转录因子)的调控,具有显著的抗真菌活性。
表2木霉菌发酵液GC-MS分析结果
利用LC-MC-MC技术对木霉菌发酵液进行成分分析,共鉴定得到11种物质(表3),包括柠檬酸、右旋奎宁酸、盐酸胡芦巴碱、Acetyl-L-carnitine、羟基酪醇、3,4-二羟基苯甲酸乙酯、N-Acetylhistamine、澳洲茄边碱、6-姜酚、棕榈酸甲酯、10(E),12(Z)-Conjugatedlinoleic acid。
表3 LC-MS所检测到的化合物汇总
。
Claims (7)
1.一种木霉菌发酵液提取物的应用,其特征在于:所述木霉菌发酵液提取物用于防治茶饼病、茶树炭疽病或茶白星病;所述木霉菌发酵液提取物的木霉菌是棘孢木霉Trichoderma asperellum T9;
在1-3月份、4-6月份及9-11月份三个打药季,均匀喷施用水稀释100-1000倍的木霉菌发酵液提取物于茶树叶片和枝条上用于防治茶饼病、茶树炭疽病、茶白星病;
所述喷施是在晴天清晨或傍晚进行,每隔7~10天喷施一次,每个打药季喷施1~3次;
所述木霉菌发酵液提取物的制备方法包括如下步骤:
(1)木霉菌分离:茶树根围表层土壤收集,从茶树根围表层土壤中分离木霉菌株,采用平板对峙法获得对茶炭疽病、茶饼病或茶白星病具有抑制效果的木霉菌菌株;
(2)木霉菌菌株活化:在PDA平板培养基上接种步骤(1)所得直径为6mm的木霉菌菌饼,恒温培养,培养6-8d后,得到活化好的木霉菌菌落;
(3)种子液培养:在500ml锥形瓶中装入80-120ml的PDB培养基,从步骤(2)的平板上挑取活化好的木霉菌菌落接种于摇瓶中,培养温度22-24℃,摇床转速100r/min,培养6-8d后进行接种发酵,得到种子液;
(4)木霉菌发酵液制备:称取马铃薯18-22g、麦芽糖0.8-1.2g、酵母浸膏0.45-0.55g、玉米粉0.08-0.12g,用蒸馏水稀释制备成100ml的发酵培养基,使用3mol/L盐酸和1mol/L氢氧化钠调解至pH4.0,装入500ml锥形瓶中,向发酵培养基中接种8-12ml的种子液,培养温度22-24℃,150r/min发酵培养10-20d,再经抽滤去除菌丝后,得到木霉菌发酵液;
(5)木霉菌发酵液提取物制备:将所制得的木霉菌发酵液离心去沉淀,再用乙酸乙酯萃取两次,每次发酵液与乙酸乙酯按体积比为5:3-4,合并两次乙酸乙酯层,放入旋转蒸发仪中,在50-70℃下浓缩蒸干成膏状,用少量丙酮将膏状物溶解,置于小三角瓶中,在90-110℃水浴中加热15-25min ,用细菌过滤器过滤后,即得木霉菌发酵液提取物。
2.根据权利要求1所述的木霉菌发酵液提取物的应用,其特征在于:所述用水稀释100-1000倍的木霉菌发酵液提取物是稀释500倍。
3.根据权利要求1所述的木霉菌发酵液提取物的应用,其特征在于:所述步骤(1)中木霉菌分离:用铁铲将茶树根围表层土壤及腐叶除去后,采用五点取样法挖取深度8-15cm的土壤,采用梯度稀释法从茶树根围表层土壤中分离木霉菌株,采用平板对峙法获得对茶炭疽病、茶饼病或茶白星病具有抑制效果的木霉菌菌株。
4.根据权利要求1所述的木霉菌发酵液提取物的应用,其特征在于:所述步骤(2)中木霉菌菌株活化:在PDA平板培养基上接种步骤(1)所得直径为6mm的木霉菌菌饼,23℃恒温培养7d,得到活化好的木霉菌菌落。
5.根据权利要求1所述的木霉菌发酵液提取物的应用,其特征在于:所述步骤(3)中种子液培养:在500ml锥形瓶中装入/100ml的PDB培养基,从步骤(2)的平板上挑取活化好的木霉菌菌落接种于摇瓶中,培养温度23℃,摇床转速100r/min,培养7d后进行接种发酵,得到种子液。
6.根据权利要求1所述的木霉菌发酵液提取物的应用,其特征在于:所述步骤(4)中木霉菌发酵液制备:称取马铃薯20g、麦芽糖1g、酵母浸膏0.5g、玉米粉0.1g,用蒸馏水稀释制备成100ml的发酵培养基,使用3mol/L盐酸或1mol/L氢氧化钠调解至pH4.0,装入500ml锥形瓶中,向发酵培养基中接种10ml的种子液,培养温度23℃,120r/min发酵培养15d,再经抽滤去除菌丝。
7.根据权利要求1所述的木霉菌发酵液提取物的应用,其特征在于:所述步骤(5)中木霉菌发酵液提取物制备:将所制得的木霉菌发酵液离心去沉淀,再用乙酸乙酯萃取两次,每次发酵液与乙酸乙酯按体积比为5:4,合并两次乙酸乙酯层,放入旋转蒸发仪中,在60℃下浓缩蒸干成膏状,用少量丙酮将膏状物溶解,置于小三角瓶中,在100℃水浴中加热20min,用细菌过滤器过滤后,即得木霉菌发酵液提取物。
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