苏云金芽孢杆菌生物杀虫剂发酵生产的影响因素及其工艺选择.PDFVIP

生态环境学报 2010, 19(6): 1471-1477 Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@ 苏云金芽孢杆菌生物杀虫剂发酵生产的 影响因素及其工艺选择 1,2 1 2,3 2* 常明 ，孙启宏 ，周顺桂 ，倪晋仁 1. 中国环境科学研究院，北京 100012 ；2. 北京大学环境工程系//教育部水沙科学重点实验室，北京 100871 ； 3. 广东省农业环境综合治理重点实验室//广东省生态环境与土壤研究所，广州 510650 摘要：化学杀虫剂的长期使用给生态环境造成了严重破坏，也使害虫种群的抗药性日益提高，生物杀虫剂以其“绿色环保” 的特点引起人们的广泛关注。其中，苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis ）制剂是目前世界上产量最大、应用最广的生物 杀虫剂。它对鳞翅目、双翅目、鞘翅目、螨类等许多有害昆虫有毒杀作用，而对人类、动物和农作物无害。长期以来，人们 一直致力于苏云金芽孢杆菌发酵过程的研究，以期获得高毒效的生物杀虫剂产品。本文首先对苏云金芽孢杆菌发酵生产的各 种影响因素进行了综合分析，将影响因素分为培养条件和培养基组分两类，得出最佳培养条件为温度：(30± 1)℃，pH ：7.0±0.1 ， 搅拌速度：400~600 r·min-1 ，通气量：1 ∶0.6~1.2 （发酵培养基体积与每分钟通入空气的体积之比），接种时间：对数期初； 最佳培养基配比为碳氮比：8~10 ∶1，无机盐含量：KH PO 或 K HPO 为 0.075%~0.2% ；MgSO ·7H O 为 0.075%~0.3% ；CaCO 2 4 2 4 4 2 3 为 0.075%~0.15% ；MnSO ·H O、FeSO ·7H O 各为 0.002%。其次，对当前研究与工业化生产中的各种发酵工艺进行了评述， 4 2 4 2 总结了现有发酵工艺的优缺点。在现有研究基础上，降低培养基原料成本、改进发酵工艺和采用基因学手段构建高效工程菌 株将成为未来研究热点。 关键词：苏云金芽孢杆菌；生物杀虫剂；培养条件；培养基；发酵工艺 中图分类号：X172 文献标识码：A 文章编号：1674-5906 （2010 ）06-1471-07 苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis, Bt ）简 幼虫肠上皮细胞膜的专一受体结合，导致膜穿孔， 称苏云金杆菌，是一类能在代谢过程中产生芽孢和 肠道内溶物渗入血腔，同时芽孢趁机侵入增殖，引 伴孢晶体的革兰氏阳性细菌，其制剂是目前世界上 起足以致死的败血症，导致昆虫全身麻痹或痉挛而 产量最大的微生物杀虫剂[1]。自 1901 年日本学者石 死[4]。近几十年来，人们对 Bt 的发酵生产展开了大 渡繁胤（Ishiwata ）从病死家蚕中分离出第一株苏云 量研究，并已形成了较为成熟的生产工艺。本文提 金芽孢杆菌以来，全世界已分离出了 71 个血清型 炼了国内外众多研究者的实践经验，希望通过对发 86 个亚种。其杀虫谱已由无脊椎动物节肢动物门中 酵影响因素的分析与发酵工艺发展的探讨为 Bt 生 的鳞翅目扩大到双翅目、鞘翅目、直翅目等 9 个目 物杀虫剂的进一步开发与应用提供参考。 的昆虫；同时还发现对螨类、线形动物门中的动植 1 苏云金杆菌发酵生产的影响因素 物寄生线虫、原生动物门中的鞭毛虫