蓝藻发酵生产微生物农药的影响因素研究-生态环境学报.pdf

生态环境学报 2011, 20(5): 951-955 Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@ 蓝藻发酵生产微生物农药的影响因素研究 1 2 3* 3 3 蔡健 ，刘志 ，王跃强 ，徐荣险 ，周顺桂 1. 中牧实业股份有限公司，北京 100070 ；2. 湖南农业大学生物科学与技术学院，湖南 长沙 410128 ； 3. 广东省生态环境与土壤研究所，广东 广州 510650 摘要：采用摇瓶发酵试验探讨了蓝藻为原料制备苏云金杆菌生物杀虫剂的可行性，并考察了不同培养条件（蓝藻含固率、种 龄、接种量、初始pH 、摇床转速、发酵温度）对苏云金杆菌生长增殖、产孢与产毒效果的影响。研究结果表明，无需任何 预处理工序，Btk 130 菌株能在蓝藻为唯一原料的培养基中正常生长发育，并且产孢产毒。发酵48 h 后，芽孢产率达到86.7% ， 远高于常规培养基；生物毒效为282 IU·mL-1 ，与常规培养基相当。培养条件优化结果表明，在蓝藻含固率为2% 、初始pH为 7.0、接种物种龄为9 h、接种量为2% 、培养温度为30 ℃、摇瓶转速为200 r·min-1 的条件下培养48 h ，Btk 130 可达到较好的 发酵效果，活菌数及抗热芽孢数可达7.32 CFU·mL-1 和6.38 CFU·mL-1 ，生物毒效为528 IU·mL-1 。该研究不仅为蓝藻提供了高 附加值的处置新途径，而且可显著降低生物杀虫剂的生产成本，具有广阔的应用前景。 关键词：蓝藻；微生物农药；苏云金芽孢杆菌；培养条件 中图分类号：Q81 文献标志码：A 文章编号：1674-5906 （2011 ）05-0951-05 苏云金芽孢杆菌Bacillus thuringiensis （Bt ）是一 成本发酵原料生产Bt 生物杀虫剂的可行性及影响因 类能在代谢过程中产生芽孢和伴孢晶体的革兰氏阳 素进行了分析，期望在降低Bt 生物杀虫剂生产成本 性细菌，其制剂是目前世界上产量最大的微生物杀 的同时，为蓝藻的资源化处置提供一条新的途径。 虫剂，具有环境安全、选择性强、不易产生抗性等 1 材料与方法 诸多优点[1-3]。目前Bt生物杀虫剂主流生产工艺为液 1.1 菌种 体深层发酵，发酵原料为葡萄糖、蛋白胨、酵母粉、 供试菌株为苏云金芽孢杆菌Bacillus thuringiensis 黄豆粉、玉米淀粉、花生饼粉、麦麸等，发酵原料 subsp. Kurstaki （简称Btk ）130，本实验室保存。 昂贵、生产成本高是限制其推广的主要因素[4]。近年 1.2 培养基 来，味精废水[5]、啤酒废水[6]、鸡舍垫料浸出液[7]、 LB 固体培养基（g·L-1 ）：蛋白胨 10.0，酵母膏 玉米浸泡液[8]等工农业废弃物被用于生产Bt 生物杀 5.0 ，NaCl 5.0 ，琼脂粉 15.0，pH 7.0 。用于平板计 虫剂。然而繁琐昂贵的预处理、较差的稳定性限制 数与斜面保存。 了这些原料的应用。因此，如何采用低成本的发酵 LB 液体培养基：固体培养基成分中去除琼脂 原料生产微生物杀虫剂是近来国内外的研究热点。 粉，用于制作接种物。 蓝藻是一类广泛存在于自然界中的光合自养型 1.3 供试蓝藻 原核生物。当前，我国水体富营化严重，蓝藻水华 供试蓝藻采自太湖，置于4 ℃冰箱中保存。理 频繁暴发，严重威胁我国水体生态环境。目前我国 化性质见表 1