贝莱斯芽孢杆菌BR-01菌株高产抗菌肽培养基的优化及其抗菌肽的鉴定

摘要

贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis) BR-01菌株对水稻细菌性条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola,Xoc)具有较好的拮抗作用。为了提高该菌株的抗菌肽发酵产量和生防价值,对其产抗菌肽培养基进行了优化,并初步鉴定了其抗菌肽的成分。以B.velezensis BR-01菌株无菌发酵滤液对Xoc的抑菌圈直径为评价指标,从7种常见培养基中筛选出最适培养基,通过单因素试验优化初始培养基各组分含量和发酵条件,再利用Plackett-Burman (PB)试验筛选出影响发酵滤液抑菌活性的显著因素,运用响应面分析法获得最优发酵条件。利用PCR分析B.velezensis BR-01基因组中抗菌肽合成相关基因;使用液相色谱-质谱联用(Liquid Chromatography-Mass Spectrometer, LC-MS)技术鉴定其产生的抗菌肽。结果表明,B.velezensis BR-01菌株最佳抗菌肽培养基配方与发酵条件为麦芽糖11.89 g/L、酵母提取物13.54 g/L、NaCl 5 g/L、KH_2PO_4 1 g/L、初始pH值为7、发酵时间48 h、发酵温度32.3℃。该优化方案下,B.velezensis BR-01菌株的无菌发酵滤液对Xoc的抑菌圈直径为(42.5±0.2) mm,显著高于优化前的(28.0±0.9) mm,比优化前增大51.79%。抗菌肽主要成分初步鉴定为溶杆菌素(Bacilysin)、表面活性素(Surfactin)、伊枯草菌素(Iturin)和丰原素(Fengycin)。本研究为B.velezensis BR-01菌株用于快速、批量发酵制备生防菌液,以及其抗菌肽的分离纯化、结构鉴定、田间生防利用等后续研究提供了理论基础。