翻新时间:2023-08-05
利用响应面法优化全蚀病生防菌YB―81的发酵条件
关键词:小麦全蚀病;生防菌;响应面法;发酵
Key words: wheat take-all;biocontrol strain;response surface methodology;fermentation
小麦全蚀病(Wheat take-all)是一种典型的根部土传病害,由子囊菌亚门的禾顶囊壳菌小麦变种(Gaeumannomyces gramims var. tritici)侵染所致[1-4]。小麦发病后,植株根部变黑,分蘖减少,成穗率降低,千粒质量下降,甚至全株枯死,减产幅度很大,民间称此病害为“小麦癌症”。最近5年,小麦全蚀病扩展迅速,造成严重危害, 且防控困难已经成为一种非常顽固的土传病害。目前,对全蚀病的防治依靠化学药剂拌种,常规药剂防治效果不好,全蚀净防效较好但成本太高。
1 材料和方法
1.1 材 料
供试菌株及培养基:枯草芽孢杆菌YB-81和小麦全蚀病菌(Gaeumannomyces gramims var. tritici)均由河南省农业科学院植物保护研究所提供。基础培养基为NA培养基,小麦全蚀病菌培养基为PDA。
2 结果与分析
2.1 最优发酵条件
2.3 响应面法优化培养基
根据软件对表2中试验结果进行多元回归拟合,得到生防芽孢杆菌培养基设计过程中A碳源、B氮源、C无机离子的二次多项回归模型:
2.3.2 响应曲面方差分析 通过表3可以看出,该模型的F值为38.03说明模型是显著的,各因素中BC和B2显著;均二次方A2、C2极显著。
2.3.3 响应曲面图与等高值线图的分析 交互效应的强弱可用等高线的形状来映出, 椭圆形表示两因素交互作用显著, 而圆形则与之相反。由图4~图6可知,碳源葡萄糖+牛肉膏(1∶1)(A)、氮源蛋白胨(B)、无机离子氯化钠(C)之间的相互作用对菌落总数的影响。
如图中4所示,碳源与氮源之间存在交互作用,当碳源在零水平时,在氮源增加的同时,菌落总数也逐渐增加,当碳源超过0.5 g以后,菌落总数不再增加。从等高线图中可直观看出两因素交互作用不显著。
图5显示了碳源与无机离子之间交互作用不显著,从其等高线可直观看出,因为等高线的形状反应了交互效应的强弱大小,圆形表示两个因素作用不显著。
由图6可知,把氮源加入量固定于零水平(1.0 g)时,氮源与培养基中无机离子交互影响效应特点是:随着氮源的变化,菌落总数先上升后降低;适当的增加氮源可以减少一定量无机离子。说明氮源与无机离子有一定的交互作用。
3 结论与讨论
本试验中对生防菌株的发酵优化是在摇瓶发酵的基础上进行的,当菌株进一步中试生产时,可以此发酵模式为基础,但发酵罐中的发酵条件还需进一步的验证及研究。
参考文献:
[1] 高照良, 商鸿生. 小麦全蚀病发病因素研究进展[J]. 麦类作物学报, 1999, 19(6): 63-65.
[2] 司剑林. 小麦全蚀病的发生规律及防治技术[J]. 现代农业科技, 2009 (16): 135-135.
[3] James C R. Review Take-all of wheat [J]. Physiological and Molecular Plant Pathology,2003, 62: 73-86.
[4] 王翠,燕照玲,施艳,等.河南省小麦全蚀病菌变种类型鉴定[J]. 河南农业科学,2013(5): 97-100.
[5] 李华. 平板菌落计数的改进方法[J]. 生物学通报, 2006,41(1): 51-51.
[7] Ing-Lung Shih, Chia-Yu Kuo, Feng-Chia Hsieh, et al.Use of surface response methodology to optimize culture conditions for iturin A production by Bacillus subtilis in solid-state fermentation[J]. Journal of the Chinese Institute of Chemical Engineers, 2008, 39(6): 635-643.
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