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植物寄生线虫是一类世界性分布的重要植物病原物,其寄生范围广,环境适应性强,几乎每种作物都受到植物线虫的侵害。真菌杀线剂是一类环境友好型生防因子,越来越受到广泛重视。海洋来源的枝顶孢霉(Acremnium,BH0531)是一株已被证实具有较好杀线虫作用的海洋真菌。其代谢产物具有分子量小、水溶性好、热稳定性强、杀线虫活性高等特点。本文在原有培养条件的基础上对不同氮源对BH0531生长情况的影响进行了比较探究,并对代谢产物中杀线虫有效组分进行初步分离和分析测定,主要研究成果如下: 1.不同氮源对BH0531生长的影响 改变察氏培养基的氮源种类,探究分别添加1g/L、2g/L、3g/L、4g/L的NaNO3、KNO3、NH4NO3、(NH4)2SO4、NH4Cl、牛肉膏、蛋白胨、酵母膏8种氮源对海洋枝顶孢霉(Acremoniumsp.BH0531)菌体生长量以及代谢产物对松材线虫、黄瓜根结线虫二龄幼虫存活的影响。测定结果显示: (1)不同氮源对BH0531菌丝体的表观有明显的影响。有机氮源中,菌丝体外观结构相对紧密,呈均匀球状分布,直径明显大于无机氮源条件;无机氮源中,发酵液透明,呈淡黄色,菌丝体结构松散,多不成球,絮状或外观不规整。 (2)不同氮源对菌体的生长明显的影响(α=0.05),其对菌体生长的作用效果依次为:蛋白胨>酵母膏>牛肉膏>KNO3>NaNO3>(NH4)SO4>NH4NO3>NH4Cl。菌体的生物量不仅受氮源种类的影响,还受到氮源含量的影响。有机氮源中表现出与含量成正相关的趋势,而无机氮源含量与菌体的生长量随浓度变化显现出抛物线关系。此外,发酵液的pH也与氮源的类型相关,BH0531经有机氮源发酵液后,代谢产物的pH值为5.8左右,而经无机氮源发酵液后pH在3.9~6.5之间。 (3)杀线虫活性测定结果显示,发酵液有无杀线虫活性与菌体生长量无相关性,但与pH有一定的关联,接近中性的发酵液杀线虫活性相对较高。其中,对松材线虫的测试表明,以硝态氮的NaNO3、KNO3为氮源的发酵液具有较高的杀线虫活性。1g/L、2g/L、4g/L的NaNO3发酵液对松材线虫第3d的校正死亡率分别为96.05%、95.66%、93.37%,对根结线虫第3d的校正死亡率在61.96%~92.72%之间。 2.发酵液小分子活性物质的分离及杀线虫活性测定 BH0531经海水培养基发酵后,通过截流分子量为6000dalton的UEOS-503型中空纤维膜组件超滤即获得发酵液小分子滤液。经真空干燥后(0.09MPa,70℃)的小分子组分呈棕黄色为晶体状颗粒,表明BH0531菌株所产杀线虫活性物质具有结晶的性能,干燥物得率为12.807g·L-1。 发酵液小分子组分经过D315阴离子交换树脂除酸后,其对松材线虫5d的校正死亡率可达84.75%。经过D115阳离子交换树脂除碱后的分离液,对松材线虫与根结线虫5d的死亡率分别达到76.5%和80.01%。 进一步用AB-8大孔吸附树脂分别分离D315和D115交换物发现:从未吸附组分到45%乙醇洗脱液所得的5组液体中,对松材线虫和黄瓜根结线虫的最高杀线率仅为51.35%和49.32%。离子交换的结果排除了酸根本身或阳离子本身的作用;AB-8大孔吸附树脂分离的结果排除了非极性物质的惟一性,据此推测活性代谢物可能具有两性物质的特性。 用SephadexG-25分离获得的30管组分中,第14、15管在第3d对松材线虫的杀线率分别是90.11%与94.30%,14、15、16管对根结线虫第3d的校正死亡率分别为90.68%、92.86%、91.21%。鉴于SephadexG-25的分辨率介于1000-5000之间,可以判断活性组分的分子量小于5000 dalton。 3.发酵液小分子活性物质性质的分析 G-25分离所得的各组分经紫外-可见全波长扫描发现在200-400nm间有吸收峰,存在n-π*跃迁,提示活性物可能含有C=O、C=S、-N=O、-N=N-、C=N等基团存在。 进一步的纸色谱定性分析结果显示,活性物中邻羟基、多羟基醇、糖醛酸等基团显色反应为阳性,提示有相关基团存在。 对红外光谱检测图谱显示,3400.52cm-1处是羟基或羧酸羟基的特征吸收峰,1092.74cm-1处为C-O键,1100cm-1处是C-F的强吸收峰,1633.6cm-1附近的峰可能是C=O伸缩振动或伯胺的吸收峰,查询结果显示,席弗碱类物质在该处有吸收峰,提示活性物可能具有类似基团或结构。高效液相色谱测定结果表明,与标样氨基酸相比,未检测到氨基酸存在,因而考虑排除其为蛋白质物质的可能性。其具体的化学组成成分和结构还有待进一步的深入研究。