论文部分内容阅读
分离、诱变与筛选了绿僵菌素生产菌株,比较研究了培养基、温度、以及繁殖世代对高产菌株菌丝生长、产孢能力和毒素生产的影响,探索了摇瓶发酵生产绿僵菌素及分离制备绿僵菌素的优化条件,并且开展了绿僵菌素对斜纹夜蛾、烟粉虱及蛴螬的毒力测定工作,同时,研究了绿僵菌素对血细胞的影响。主要结果如下:
1.分离、诱变和筛选了绿僵菌素生产菌株,结果表明:(1)分离了79个野生菌株,其中来自僵虫54个,取自土壤25个,都是绿僵菌属(Metarhizium)。测定了86个菌株的绿僵菌素产量,其绿僵菌素A、B的平均产量分别为14.9±2.30和3.74-0.57#g/mL。其中产量最高的菌株是MaQl0,绿僵菌素A和B产量分别达到106.8±9.41和29.5±2.63#g/mL。(2)以MaQl0作为出发菌株,利用紫外线诱变其分生孢子和原生质体,分别筛选了40个诱变株。分生孢子诱变株的绿僵菌素A和B的平均产量分别为45.05±7.77和10.83±1.05/ag/mL,产量最高的是UC08菌株,绿僵菌素A产量达到158.29±3.85#g/mL,比出发菌株增产48.21%。原生质体诱变株的绿僵菌素A和B平均产量分别为68.78±6.07和11.77±1.33#g/mL,产量最高的是UP24菌株,达到139.38±24.09和36.14±6.66/tg/mL,比出发菌株分别增产30.51%和22.52%。原生质体诱变比分生孢子诱变更加容易获得正突变菌株。
2.比较研究了MaQl0、UC08和UP24三菌株生物学与毒素生产性状,发现:(1)在相同培养基和相同温度条件下,三菌株的菌丝生长速度及孢子产量没有显著差异。但同一菌株如果培养基或温度不同,生长和产孢差异明显,PDA培养基最适于菌丝生长,SDAY培养基最适于孢子产生;液体培养基中适当加入蛋白胨能显著促进生物量形成;25-30~C最适宜菌丝生长和孢子形成,低于15℃或高于35℃时,菌丝生长速度和产孢量显著降低。(2)随着繁殖世代数的增加,三菌株的菌丝生长稳定,但产孢量和绿僵菌素产量有不同程度变化。从F2-F20代,UC08和UP24菌株的产孢量显著性下降,但MaQl0的产孢量下降不显著;UC08菌株的绿僵菌素A产量显著下降,UP24和MaQl0菌株较为稳定,其它绿僵菌素产量变化不显著。(3)三个菌株产生的绿僵菌素种类基本相同,主要是绿僵菌素A、B、C、E和A2五种。
3.采用响应面分析法(RSM)研究了MaQl0菌株摇瓶生产绿僵菌素及超声波强化萃取绿僵菌素的的最佳条件,并且探讨了绿僵菌素的减压层析分离方法。(1)生产绿僵菌素A的最佳条件是:接种量8%、pH值9.0、温度27~0和转速240r/min;生产绿僵菌素B的最佳条件是:或者接种量8%、pH值9.0、温度25℃和220r/min的转速;最佳发酵时间是8d,绿僵菌素A和B产量分别达到250和45pg/mL,分别增产140%和50%以上。(2)在40kHz超声波协同作用下,绿僵菌素的最佳萃取条件为:pH4.0,溶剂/发酵液=1/1(v/v),以及萃取时间为60min,预测的绿僵菌素A和B萃取率分别为93.10%和97.45%,实测值分别为93.58%和96.94%。(3)减压柱层析分离绿僵菌素A与B的最佳洗脱剂为正已烷/丙酮=100/0-30/70梯度,绿僵菌素B主要在90/10部分收集,绿僵菌素A主要在70/30-50/50部分收集。
4.测定了绿僵菌素对斜纹夜蛾Spodopteralitura(Fabricius)、烟粉虱BemisiatabaciGennadius和蛴螬的生物活性,结果表明:(1)绿僵菌素对斜纹夜蛾具有触杀活性,绿僵菌素A、B和E的120h半致死浓度LC50分别为161.54、209.80和97.19mg/L;当处理浓度为300mg/L时,A、B和E的致死中时间LTso分别为:38.60、54.86和22.57h。绿僵菌素对斜纹夜蛾具有拒食活性,当处理浓度100mg几时,绿僵菌素A、B或E的选择性拒食指数分别为91.24、65.68和69.22,非选择性拒食指数分别为70.29、52.63和52.42。绿僵菌素能够增强爪哇拟青霉Paecilomycesjavanicus(Friedrichs&Bally)Brown&SmithPi01菌株对斜纹夜蛾的致病能力,在粗毒素协同作用下,拟青霉的半致死浓度降低,半致死时间缩短。(2)绿僵菌素对烟粉虱有较强的触杀作用,绿僵菌素A对2、3和4龄粉虱的96hLCso值分别为:71.50、152.00和251.95mg几,绿僵菌素B分别为85.76、131.75和245.98mg/L。当处理浓度为150mg/L时,绿僵菌素A、B对2龄烟粉虱的LTso分别为25.99和27.31h。绿僵菌素没有杀卵作用,也没有产卵忌避作用。(3)绿僵菌素A和B对大等鳃金龟ExolonthaserrnlataGyllenhall1龄幼虫具有触杀活性,其120h的LC50分别为75.98和90.03mg&。在浓度为300mg&时,绿僵菌素A和B的LT50分别为13.94和10.49h。绿僵菌素A和B对卵圆齿爪鳃金龟HolotrichiaovataChang的触杀活性,96h的LC50分别为64.68和79.27mg&,当处理浓度为300mg&时,LT50分别是14.98和10.38h。
5.绿僵菌素对血细胞的影响,研究结果表明:(1)绿僵菌素对血细胞有毒,绿僵菌素A对粒血细胞和浆血细胞的LCso值分别为171.60和175.83,ug/mL,而绿僵菌素B分别为118.12和156.32/tg/mL。(2)通过激光扫描共聚焦显微技术,首次发现,绿僵菌素能引起血细胞内游离钙离子浓度立即增加。当绿僵菌素A处理浓度为345#mol/L时,粒血细胞与浆血细胞内的荧光增强率分别达到32.95%和30.25%,当绿僵菌素B以125/tmol/L处理时,分别为13.81%和11.81%。并且,这种胞内钙离子的增加是由于胞外(培养液)钙离子内流所引起。同时,钙离子通道阻断剂2-APB和U73122,不管是单独作用还是联合作用,都不能抑制这种钙离子内流现象,实验暗示绿僵菌素不是作用于钙池调控的钙离子通道(SOC)。(3)首次发现,绿僵菌素能引起血细胞内游离氢离子的立即减少,当绿僵菌素A以345pmol/L处理时,其引起的浆血细胞和粒血细胞内荧光减弱幅度分别为8.19%和6.70%,当用20pmol/L的绿僵菌素B处理时,分别减弱20.48%和50.08%。空泡型质子泵(V-ATPase)阻断剂BafilomycinA1不能抑制这种胞内氢离子浓度减少现象。