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硒(Se)是维护人体正常生命活动必不可少的微量元素之一。硒结合蛋白形成硒蛋白是重要的抗氧化酶,可防止自由基引起的细胞损伤,调节甲状腺功能,有助于免疫系统的正常运作。中国约有2/3的地区属国际上公认的缺硒地区,主要作物中含硒量低于0.05μg/g。本文对来自土壤中筛选出来的15株放线菌进行富硒筛选和促植物生长筛选,从中挑选出一株菌并对其进行鉴定和菌株生理活性研究。 1.链霉菌WH63菌株具有较强地富硒能力 对实验室保存的15株放线菌的富硒能力进行试验,发现平板硒浓度为100 mg/L时,放线菌编号为 WH63菌株的富硒能力最好,可在此浓度生长良好。通过显微形态学观察,WH63菌株孢子丝波曲,孢子表面光滑;在高氏Ⅰ号平板上基内菌丝为黄色,气生菌丝为白色,可利用D-葡萄糖、L-阿拉伯糖、D-木糖、D-果糖、蔗糖、L-鼠李糖、肌醇、D-甘露醇和壳聚糖,不利用棉子糖;生理生化实验结果表明,WH63菌株明胶液化有限,牛奶不凝固、胨化弱,不产 H2S和黑色素,淀粉水解强,纤维素分解弱,在无氮培养基上生长良好。结合16SrDNA序列分析鉴定,发现其与唐德链霉菌(Streptomyces tendae)的同源性最高为96.3%,且生理生化特性一致,初步鉴定WH63菌株为链霉菌属。研究硒元素对WH63菌株生长的影响时发现,低浓度的硒元素可以促进菌株生长,高浓度的硒元素会抑制菌株的生长,当硒添加量为0.5 mg/L和1mg/L的WH63菌株生物量比对照分别提高12%和8%;在培养48h时,2mg/L的淀粉酶活力最高,为113.3U/ml,且添加硒元素的淀粉酶均比对照高,说明硒元素可以提高菌株产淀粉酶能力。通过菌落形态观察、结合SEM(扫描电镜)和IR(红外光谱)分析,发现链霉菌 WH63可以将无机硒转化为红色单质硒,红色单质硒附着在富硒链霉菌WH63菌体表面。 2.富硒链霉菌WH63发酵液对蔬菜上海青生长具有促进作用 通过用加硒高氏1号培养基培养链霉菌WH63得到的富硒发酵液对蔬菜上海青种子进行浸种培养和盆栽,测定上海青的生长指标,来探究富硒链霉菌 WH63发酵液对青菜生长的影响。结果表明,当培养基中硒含量为0.5mg/L时,链霉菌 WH63发酵液对青菜发芽势的促进作用最好,浸种第五天的株高较水处理对照组提高了27.72%,较不含硒的发酵液处理组提高了16.74%;此时,青菜芽的POD酶活性最强,为0.27U/g·min;MDA含量最低,为7.30μmol/g。用稀释32倍的富硒链霉菌WH63发酵液浇灌青菜植株,测定盆栽20天的叶片叶绿素含量最高,较水处理组和不含硒的发酵液处理组分别提高了13.84%和2.55%;有机硒的转化率达到92.42%,相比对照提高了18.55%。表明用链霉菌WH63发酵液浇灌,增强了青菜种子抗逆性,促进其生长,为开发富硒链霉菌WH63为微生物肥料奠定了一定基础。 3. WH63菌株发酵液对供试微生物生长的影响和活性物质分析 通过平板试验发现,菌株WH63活菌和过滤除菌后的发酵液均有抑制铜绿微囊藻生长的能力。研究WH63发酵液1%-4%的接种量对初始浓度为4.68×106个/ml的铜绿微囊藻生长影响时发现,第4天时接种3%过滤除菌的发酵液抑藻率就达到了96.7%。进一步分析第15天的水样可知,接种3%过滤除菌的发酵液抑藻后的水样COD比正常生长的铜绿微囊藻下降了61.4%,藻毒素含量比其低57.9%,并且在继续培养到第40天时都没有回绿现象,且水样清澈。用杀藻后的水样直接浇灌青菜种子,观察种子萌发数,结果表明处理后的水样发芽率为100%,发芽势、活力指数、茎长和幼苗鲜重比水对照分别提高10.2%、147%、121%和71.6%,表明用链霉菌WH63抑藻后的水样具有很好地促植物生长,提高植物抗性的效果,为链霉菌以后运用到水培蔬菜抑藻剂的开发提供了一定的理论基础。进一步试验发现其拮抗枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌能力很强,抑菌圈分别达到30.3mm和31.3mm;拮抗真菌方面,对西瓜专化型镰刀菌和黑线炭疽菌的抑制效果最好,抑制率分别达到74.4%和79.4%。不同温度和不同pH值对链霉菌WH63抑菌效果影响不同,当温度在40、60、80℃时,链霉菌 WH63对枯草芽孢杆菌抑菌效果保持不变,经121℃高温处理后抑菌效果下降14.7%;当pH值为4时,抑菌效果较差,pH为8时反而促进了菌株的抑菌效果,表明 WH63菌株活性具有很好的热稳定性和耐碱性。通过对WH63菌株发酵液的初步分析发现,乙酸乙酯的萃取效果最好,其粗提物可能含有大环内酯类物质,属于脂溶性弱碱性弱极性物质。