蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)J1拮抗蛋白性质及其改良研究

蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)J1拮抗蛋白性质及其改良研究

论文摘要

姜瘟病是生姜生产中普遍发生的一种毁灭性土传病害,是由青枯劳尔氏菌(Ralstonia solanacerum)引起的一种细菌性青枯病。从姜瘟病发病田块分离到的蜡状芽孢杆菌J1,对姜瘟病病原菌有很好拮抗作用,具有进一步研究的价值。将拮抗菌J1在30℃,120r/min发酵培养55h后,以60%饱和度的硫酸铵提取发酵液中的拮抗蛋白,采用环柱测定法测定了拮抗蛋白对胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)、油菜菌核病菌(Sclerotinia sclerotiorum)等8种病原菌的拮抗谱,结果表明拮抗蛋白对西瓜枯萎病菌(Fusarium.oxysporum f.sp.niveum)、玉米枯萎病菌(Fusarium.oxysporum f.sp.zeae)有很好的拮抗活性,拮抗带宽度达到10~15mm,对胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)等其它6种病原菌也有较好的拮抗活性。拮抗蛋白经不同因素处理的试验得出,拮抗蛋白经40~80℃温度范围内处理后,有较好的拮抗活性,100℃处理30min后拮抗活性丧失;经不同pH值处理后,在pH4~8都具有活性,中性pH条件下活性最强;在不同光源照射条件下,直接光照及紫外线照射对J1菌株活性物质的拮抗活性影响不大,与黑暗条件下保存相比,拮抗活性没有改变,可见该拮抗活性物质为光稳定性物质;拮抗蛋白经胰蛋白酶(100mg/mL)在37℃下处理90min后,环柱法测定未见拮抗圈,说明拮抗蛋白被酶解,活性消失。通过pH8.0,200mmol/LTris-HCl缓冲液平衡Econo-Pac Q离子交换柱,以2mL/min的流速,0~1mol/L的NaCl的缓冲溶液,梯度式洗脱以纯化拮抗拮抗蛋白,通过生物活性测定和SDS-PAGE分析表明纯化得到的拮抗蛋白表观分子量为45KD。采用多种方法对拮抗菌J1进行诱变改良,紫外线(UV)诱变试验结果表明,在60s~90s时间范围,致死率80%~90%的条件下能够取得较为理想的诱变效果;甲基磺酸乙脂(EMS)诱变试验结果表明,采取低剂量长时间处理,可以达到高正突变率,获得多株高产菌株的目的;UV诱变和氯化锂(Licl)的复合诱变结果表明,UV60s和1.2%浓度的Licl复合诱变效果最好;而吖啶橙对出发菌株的诱变效果很差,没有得到正突变菌株。通过多次筛选得到改良菌株EMS—2,其发酵液的蛋白质效价为22.79ug/mL较出发菌株的蛋白质效价17.84ug/mL提高了30.38%。将EMS—2菌株通过原生质体的形式,进一步进行诱变改良。试验得出原生质体制备的最佳条件为,溶菌酶浓度0.5mg/mL,30℃条件下处理30min。从EMS—2原生质体的紫外线(UV)诱变结果发现,60s前原生质体经紫外线照射的致死率远远小于拮抗菌J1经紫外线照射时的致死率,与试验预期相反,这可能与高渗溶液的保护有关。紫外线照射在50s时正突变率达到最大(为35.8%较拮抗菌J1在紫外线诱变条件下的最高突变率高11%)。说明紫外线在低剂量时对原生质体的诱变效果较好。将得到的改良菌株UP—9采用原生质体形式以EMS继续进行诱变试验,结果表明说明EMS对原生质体的的致死作用极强。在诱变处理35min后正突变率达到最大(31.3%)。通过对拮抗菌J1的连续诱变筛选,最终得到改良菌株EP-5,该改良菌株的发酵液蛋白质效价为46.37mg/mL较拮抗菌J1发酵液蛋白质效价(17.84ug/mL)提高了1.65倍。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 前言
  • 1.1 拮抗细菌的研究现状
  • 1.1.1 拮抗细菌应用的主要种类
  • 1.1.2 拮抗细菌产生拮抗物质的种类
  • 1.1.3 拮抗细菌拮抗作用的方式及作用机理
  • 1.2 拮抗细菌在生防领域的应用
  • 1.2.1 微生物农药中的应用
  • 1.2.2 转基因植物中的应用
  • 1.2.3 青枯病的生物防治现状
  • 1.3 拮抗菌的改良研究
  • 1.3.1 诱变育种
  • 1.3.2 生物工程育种
  • 1.3.3 其他育种技术
  • 1.4 本研究的目的和意义
  • 2 材料与方法
  • 2.1 试验材料
  • 2.1.1 试验菌株
  • 2.1.2 培养基
  • 2.1.3 各类溶液
  • 2.2 试验方法
  • 2.2.1 拮抗蛋白的提取
  • 2.2.2 拮抗蛋白活性及其拮抗谱的鉴定
  • 2.2.3 Bradford法测定蛋白质浓度
  • 2.2.4 拮抗蛋白效价测定
  • 2.2.5 拮抗蛋白稳定性测定
  • 2.2.6 IEC分离纯化拮抗蛋白
  • 2.2.7 各阶段蛋白的SDS-PAGE分析
  • 2.2.8 目的蛋白的N末端序列分析
  • 2.2.9 单细胞悬液的制备
  • 1的紫外线(UV)诱变'>2.2.10 拮抗菌J1的紫外线(UV)诱变
  • 1的甲基磺酸乙脂(EMS)诱变'>2.2.11 拮抗菌J1的甲基磺酸乙脂(EMS)诱变
  • 1吖啶橙诱变'>2.2.12 拮抗菌J1吖啶橙诱变
  • 1的复合诱变'>2.2.13 拮抗菌J1的复合诱变
  • 2.2.14 突变株原生质体的制备
  • 2.2.15 突变株原生质体的诱变
  • 2.2.16 各种诱变剂诱变效应的评价
  • 2.2.17 突变菌株的初筛选
  • 2.2.18 突变菌株的复筛
  • 2.2.19 原生质体诱变的处理流程
  • 3 结果与分析
  • 3.1 拮抗蛋白的性质研究
  • 3.1.1 拮抗蛋白活性及其拮抗谱鉴定结果
  • 3.1.2 Bradford法测定蛋白质浓度
  • 3.1.3 拮抗蛋白效价测定
  • 3.1.4 拮抗蛋白稳定性测定结果
  • 3.1.5 IEC分离纯化拮抗蛋白
  • 3.1.6 各阶段蛋白的SDS-PAGE分析
  • 3.1.7 JW蛋白的N末端序列分析结果
  • 3.2 拮抗菌菌种的改良
  • 3.2.1 紫外线(UV)诱变结果
  • 3.2.2 甲基磺酸乙脂(EMS)诱变结果
  • 3.2.3 吖啶橙诱变结果
  • 3.2.4 紫外线(UV)诱变+氯化锂(Lic1)结果
  • 3.2.5 诱变菌株的复筛
  • 3.2.6 原生质体制备条件的确定
  • 3.2.7 原生质体的诱变结果
  • 3.2.8 甲基磺酸乙脂(EMS)的诱变结果
  • 4 结论与讨论
  • 4.1 拮抗蛋白的提取
  • 4.2 拮抗蛋白活性及其拮抗谱鉴定
  • 4.3 拮抗细菌粗蛋白蛋白酶稳定性和热稳定性的测定结果
  • 4.4 拮抗蛋白的分离纯化
  • 4.5 拮抗菌株的诱变
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附: 攻读硕士期间已发表的论文
  • 相关论文文献

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