CN1219879C - 淡紫灰链霉菌海南变种及由该菌种制备农用抗生素的方法 - Google Patents

淡紫灰链霉菌海南变种及由该菌种制备农用抗生素的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了淡紫灰链霉菌海南变种CGMCC No.1026。由CGMCC No.1026发酵后得到一类化合物,如式I所示,其中n为1-6的正整数。以CGMCCNo.1026经发酵后的发酵液,即中生菌素,含有式I类化合物中的一种或几种纯化合物,可以防治农作物病害,特别是防治农作物细菌性病害,且具有高效、低毒、低残留的优点。

Description

淡紫灰链霉菌海南变种及由该菌种制备农用抗生素的方法
技术领域
本发明涉及链霉菌属的新菌种及由它制备农用抗生素的方法。
背景技术
农药是重要的农业生产资料,在保证农作物的高产、稳产中发挥着十分重要的作用。目前,我国每年使用农药制剂高达100多万吨,合原药30多万吨(折纯),农药品种200多种。面对着巨大的农药需求和大量的投入,我国农药工业不得不走仿制国外已过专利保护期的一些农药品种,这导致了我国农药创制的落后和品种结构的不合理。突出地表现在3个70%现象:杀虫剂占农药的70%,剧毒和高毒农药占杀虫剂的70%,其中有机磷有机氯农药占高毒剧毒农药的70%。
微生物农药通常指用微生物及其代谢产物制造的农药。由于我国幅员辽阔,气候条件、土壤类型、植物种类等多种多样,这就为开发新型微生物农药提供了良好的条件。
发明内容
本发明的目的是提供一种链霉菌属的新菌种,它能够产生一类新的N-糖甙类抗生素。该抗生素对农作物细菌性和真菌性病害具有防治作用。
本发明的另一目的是提供由该新菌种制备该类抗生素的方法。
为实现上述目的,本发明采取以下方案:
将淡紫灰链霉菌海南变种,通过发酵罐液体深层发酵,发酵液内含有一类糖甙类化合物,这类化合物称为中生素菌。中生菌素对农作物病害,特别是农作物细菌性病害有明显的防治作用。
本发明所述的淡紫灰链霉菌海南变种(Streptomyces lavendulae var.hainanensis)已于2003年10月29日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏,保藏号为CGMCC No.1026。
CGMCC No.1026是由自然分离的野生链霉菌,经菌种选育后得到。
CGMCC No.1026具有以下微生物特性:
1.形态学特性
该菌种在多种分类培养基上,都能形成发育良好的气生菌丝体及基内菌丝体,菌丝单杈分枝,在气生菌丝体顶端形成卷曲的螺旋形孢子丝1-4圈。常形成10个以上的分生孢子链,孢子圆形或椭圆形(0.6-0.8×1-1.2μm),孢子表面光滑。
2.培养学特性
该菌种在通常的分类培养基及国际链霉菌规划拟定的培养基(简称ISP培养基)上,形成粉末状气生菌丝体,灰白或微粉的灰色、淡紫灰至暗紫灰,基内菌丝体乳脂色或浅黄色至芥黄色,无可溶性色素。可参见表1。
               表1淡紫灰链霉菌海南变种的培养特征
培养基   气生菌丝体   基内菌丝体  可溶性色素
酵母膏麦芽汁琼脂ISP2   粉末状,淡粉-淡紫灰   无-豆汁黄     无
燕麦琼脂ISP3   薄粉状,粉白-淡玫瑰紫   浅黄-象牙黄     无
无机盐淀粉ISP4   粉术状,粉白-淡紫灰   浅黄-淡茧黄     无
甘油天门冬琼脂ISP5   少,灰白   浅蜜黄     无
蛋白胨-铁琼脂ISP6   光秃   褐     褐-黑褐
酪氨酸琼脂ISP7   粉末状、白-灰白   浅黄-炒米黄     无
高氏合成一号琼脂   粉末状、粉白-淡紫灰   浅黄-象牙黄     无
克氏合成一号琼脂   极薄、微灰白   无-淡茧黄     无
察氏蔗糖琼脂   光秃   乳白     无
Bennett’s琼脂   粉末状、白-微粉   淡褐     无-浅褐
Emerson’s琼脂   极薄、微灰白   淡褐     无-浅褐
马铃薯块   光秃   淡褐-褐     浅褐-褐
3.生理特性
a.类黑色素的形成:在蛋白胨-酵母膏-铁琼脂(ISP6)上,形成褐色色素,但在酪氨酸琼脂(ISP7)上,无可溶性色素。
b.明胶液化:阳性。
c.牛奶培养:牛奶凝固并胨化。
d.淀粉水解:阳性。
e.硝酸还原:阳性。
f.纤维素分解:不分解。
淡紫灰链霉菌海南变种能很好地利用葡萄糖、甘露糖、木糖、鼠李糖、阿拉伯糖。其次是果糖、肌醇、菊糖、乳糖、半乳糖。不利用酒石酸钠、甘露醇、棉子糖、醋酸钠、柠檬酸钠。对蔗糖的利用可疑。
中生素菌有6个有效成分,各成分之间依次递增一个β-赖氨酸,其结构见式I。这6个有效成分是一个同系化合物,纸层析结果表明它属于典型的碱性水溶性抗生素类群,混合物的紫外吸收光谱仅显示末端吸收,各组分有类似的红外光谱,在3400,1720,1600,1560,1340和1050cm-1有特征吸收峰,皆为左旋化合物。
                                                            式I
其中n为1-6的正整数。
CGMCC No.1026经发酵得到中生菌素水剂的步骤如下:
将CGMCC No.1026置于摇瓶中进行种子培养,通常条件是温度28~30℃,摇床转速为180~200rpm,培养20~25小时;在种子罐内培养24小时;再转接大罐中发酵60~65小时后,将发酵液进行板框或离心过滤;将滤液调节PH值至4.0-4.5,最后真空浓缩后制得中生菌素水剂成品。
以下发明内容部分是中生菌素的积极效果:
A.中生素菌对一些常见农作物病原菌的抑菌效果见第7页的表2。MIC为最小抑制浓度(Minimal Inhibition Concentration)。中生菌素防治农作物病害的施用方法及效果还可参见第8页的表3。
B.中生素菌对动物的毒性
(1)急性毒性:大白鼠口服,工业品LD50为10000mg/kg,纯品LD50雄性为316mg/kg,雌性为237mg/kg。大白鼠经皮,工业品LD50>10000mg/kg。
(2)皮肤和眼睛的刺激性:大白兔皮肤试验未见红斑形成,无水肿形成。大白兔眼睛用药后1~24h结膜轻度充血水肿,无分泌物,角膜正常,48h恢复正常。
(3)蓄积毒性:按蓄积系数等于死亡半数时总摄样品量除半数致死量,中生菌素蓄积系数为5.8。
(4)致畸性:大鼠妊娠第6天至第15天连续灌胃10天,剂量为0.766~15.32mg/kg,各剂量每次灌0.5mg/100g体重,对胚胎无影响。经卡平方检验,各剂量级吸收胎数和死胎数、胎鼠骨骼畸形与对照组比较无显著差异,胎鼠内脏未见畸形。
(5)微核试验:没有致染色体损伤的作用,没有致生殖细胞畸变的作用。
(6)致突变性:用Ames标准平板掺入法测定,各剂量级均无致突变作用。
C.中生素菌在植物体、土壤中的残留量
(1)样品制备:选择生长健康的莲白菜地,设对照区与30ppm喷药区,喷药后每天取对照土样、对照菜样、喷药土样、喷药菜样,连续取样10天。菜样放组织捣碎皿中捣碎,加水浸泡24h,用纱布滤去菜渣。滤液用滤纸过滤两次,再用布氏漏斗真空抽滤。滤液于50℃水浴蒸发至少量体积,冷冻干燥。土样加水打散,浸泡24h后,用纱布过滤,再用滤纸、布氏漏斗过滤,滤液浓缩冻干。
(2)样品测定:由于中生菌素属于N-糖甙类抗生素,紫外光谱为末端吸收,一般紫外范围无法检测,只有采用柱前将样品与邻苯二甲醛在适当条件下进行衍生化反应,生成具有荧光的产物,再以反相离子对色谱进行分离后,用荧光检测器检出。本方法灵敏度极高,最小检出量为6.9×10-2ppb,重复性好,相对标准偏差cv值为0.2372%,回收率为97.09%。
(3)测定结果:用药后第1天植物体中检出量为0.185μg/ml,第7天检出量为0.001μg/ml,第8天未检出,这说明中生菌素在自然界中残存量极微,而且时间仅有7天,因此,对环境没有污染,对人畜没有毒害。
从以上结果可知,中生菌素是一种使用安全,易于分解的生物农药。
D.中生素菌的农田示范效果:
a.1991-1996年在河南和北京两地用中生菌素(15-30ppm)防治水稻白叶枯病做了系统的试验和示范,包括不用药剂的对比试验,不同发病程度和防治次数试验,秧田施药保护对大田发病期和发病程度的作用,试验示范面积达2万亩。结果表明,中生菌素防水防治水稻白叶枯病的最佳时期是浸种、再加秧田三叶期和移栽前5天喷雾。如遇严重发病年份,与大田发病初期再喷1-2次,能控制了病情的扩展蔓延,防治效果高达86.3-90.1%,优于化学药剂叶枯净和稻禾壮。
b.1992-2000年在河南汝州、郑州、濮阳,山东的沂源、烟台等地的果园中以中生菌素取代退菌特等常用化学杀菌剂,防治苹果轮纹病(烂果病)和叶斑病,采用15-30ppm中生菌素药液与波多液交替使用,生长期共喷3次中生菌素,烂果率一般可控制在0.47-5%,相当或优于常用化学药剂,使用中生菌素防治的果园,果实大、色泽好、果锈少亦是突出特点之一。
c.1992-2000年在郑州、濮阳、沂源等地果园用中生菌素防治苹果叶病,叶斑病病叶率控制在22%左右,病情指数在8%以下,显著优于退菌特、多菌灵等化学药剂。
本发明的优点:中生菌素可以防治农作物病害,特别是防治农作物细菌性病害,应用范围广,且具有高效、低毒、低残留的优点。
具体实施方式
实施例1:CGMCC No.1026的选育
将自然分离的淡紫灰链霉菌海南变种野生菌株,通过自然选育得到一株菌落大而饱满的菌株,颜色为淡紫色。以此菌株为出发菌株,其效价近400μg/ml,经溶菌酶酶解获得该菌原生质体,再用紫外诱变15-50秒,取得了较好的诱变效果,得到一株CGMCC No.1026,其效价高达6000~7000μg/ml,是出发菌株的17倍。
实施例2:中生菌素水剂的制备
将CGMCC No.1026置于摇瓶中进行种子培养,条件是温度28℃,摇床转速为200rpm,培养24小时。然后在种子罐培养24小时,种子罐中采用LM培养基。种子罐转接发酵罐中发酵60小时后,将发酵液进行板框或离心过滤。将滤液调节PH值至4.0,最后真空浓缩(真空度0.080MPa)后制得中生菌素水剂成品,有效成份含量为10000μg/ml。
培养种子所用的摇瓶培养基为(wt%):葡萄糖1.0、可溶性淀粉1.5、玉米粉1.0、黄豆饼粉2.0、NH4Cl 0.3、CaCO3 0.3及通用的微量元素。摇瓶装量为500ml瓶装100ml。
种子罐培养基为(wt%):葡萄糖1.5、玉米粉1.0、黄豆饼粉2.0、NH4Cl0.4、CaCO3 0.3、氯化钠0.5及通用的微量元素。
发酵培养基为(wt%):葡萄糖2.5、玉米粉1.0、黄豆饼粉2.0、NH4Cl 0.4、CaCO3 0.3、氯化钠0.5及通用的微量元素。
实施例3
将CGMCC No.1026置于摇瓶中进行种子培养,条件是温度30℃,摇床转速为180rpm,培养20小时。然后在种子罐发酵24小时,种子罐中采用与实施例2相同的LM培养基。种子罐转接发酵罐中发酵65小时后,将发酵液进行板框或离心过滤。将滤液调节PH值至4.5,最后真空浓缩(真空度0.080MPa)后制得中生菌素水剂成品,有效成份含量为9900μg/ml。
               表2中生菌素不同组分的抗菌谱(MIC,单位μg/ml)
试验菌                                            n值     发酵液(水剂)
    1     2     3     4     5     6
白菜软腐病菌     50     0.09~0.1     1~2     0.78     0.39     0.78     1.56
西瓜枯萎病菌     25     1.56     0.78     3~4     0.78     0.39     0.78
稻瘟病菌     12.5     3~4     0.39     0.39     0.1~0.2     0.1~0.2     3~4
黑曲霉     50     50     0.78     3~4     1~2     3~4     12.5
白色假丝酵母     12.5     100     3~4     0.78     0.39     0.39     1~2
清酒酵母     25     3~4     0.78     0.1~0.2     3~4     0.04     1~2
变形杆菌     50     6~7     3~4     1~2     1~2     3~4     6~7
大肠杆菌     100     50     12.5     6~7     6~7     12.5     3~4
金黄色葡萄球菌     3~4     1~2     0.1~0.2     0.97     0.09~0.1     0.1~0.2     0.39
八叠球菌     6~7     25     0.39     0.97     0.09~0.1     0.1~0.2     0.39
枯草杆菌     6~7     0.39     0.09     0.1~0.2     0.04     0.09~0.1     0.1~0.2
结核分枝杆菌     6~7     1~2     0.78     0.39     0.78     1~2     0.78
草分枝杆菌     3~4     0.1~0.2     0.39     0.9~1     1~2     0.39     12.5
小麦赤霉菌     12.5     0.097     0.1~0.2     0.39     0.39     0.39     -
油菜黑腐病菌     50     0.97     3~4     1~2     1~2     1~2     -
人参锈病菌     6~7     0.097     1~2     0.1~0.2     0.1~0.2     0.1~0.2     -
               表3中生菌素防治农作物病害及效果
    作物     防治对象 施用方法     防治效果(%)
    水稻     白叶枯病 100μg/ml浸种,15-20μg/ml喷雾2-3次     85-90
    大白菜     软腐病 50μg/ml浸种,20-30μg/ml喷雾2-3次     70-85
    柑桔     溃疡病 20-30μg/ml喷雾4-5次     70-85
    番茄     青枯病 20-30μg/ml灌根2-3次     65-75
    黄瓜     细菌性角斑病 20-30μg/ml喷雾1-2次     80-90
    姜     姜瘟病 50μg/ml浸种,20-30μg/ml灌根2-3次     70-80
    芦苇     茎枯病 20-30μg/ml喷雾2-3次     70-80
    青椒     疮痂病 20-30μg/ml喷雾2-3次     70-80
    苹果树     轮纹病 20-30μg/ml喷雾3-4次     70-80
    西瓜     枯萎病 20-30μg/ml灌根2-3次     60-75

Claims (1)

1.一种淡紫灰链霉菌海南变种(Streptomyces lavendulae var.hainanensis),其特征在于,所述菌株的保藏号为CGMCC No.1026。
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