一种解淀粉芽孢杆菌及其用途.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201510266500.4

申请日:

20150522

公开号:

CN104988086A

公开日:

20151021

当前法律状态:

有效性:

有效

法律详情:

IPC分类号:

C12N1/20,A01N63/00,A01P3/00,C12R1/07

主分类号:

C12N1/20,A01N63/00,A01P3/00,C12R1/07

申请人:

天津农学院

发明人:

王远宏,常若葵,郝象瑢,李云龙,徐明珠,李娟,王婧

地址:

300384 天津市西青区津静路22号

优先权:

CN201510266500A

专利代理机构:

北京汇思诚业知识产权代理有限公司

代理人:

龚敏;王刚

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内容摘要

本申请涉及一种解淀粉芽孢杆菌,在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的保藏编号为CGMCC?NO.10710。菌株TJ从土壤中分离获得,通过观察菌株TJ的形态学特征,分析其生理生化特性以及同时结合gyrB基因序列同源性分析鉴定该菌株TJ为解淀粉芽孢杆菌。本申请提供的解淀粉芽孢杆菌,对果树腐烂病具有防治效果,特别的,对苹果腐烂病具有良好的抑制作用,该菌株产生的反式-2-壬烯醛对苹果腐烂病具有较高的抑制率。

权利要求书

1.一种解淀粉芽孢杆菌,其特征在于,在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的保藏编号为CGMCC NO.10710。 2.一种果树腐烂病的抑制剂,其特征在于,包含有保藏编号为CGMCC NO.10710的解淀粉芽孢杆菌。 3.根据权利要求2所述的果树腐烂病的抑制剂,其特征在于,所述果树为仁果类果树。 4.根据权利要求3所述的果树腐烂病的抑制剂,其特征在于,所述仁果类果树为苹果、梨、海棠果、山楂和木瓜。 5.根据权利要求2~4任一项所述的果树腐烂病的抑制剂,其特征在于,所述腐烂病为由苹果黑腐皮壳菌引起的苹果腐烂病。 6.一种由保藏编号为CGMCC NO.10710的解淀粉芽孢杆菌产生的反式-2-壬烯醛用于在果树腐烂病的抑制剂的制造中的用途。 7.根据权利要求6所述的用途,其特征在于,所述果树为仁果类果树。 8.根据权利要求7所述的用途,其特征在于,所述仁果类果树为苹果、梨、海棠果、山楂和木瓜。 9.根据权利要求6~8任一项所述的用途,其特征在于,所述腐烂病为由苹果黑腐皮壳菌引起的苹果腐烂病。

说明书

技术领域

本申请涉及微生物领域,具体的涉及一种解淀粉芽孢杆菌及其用途。

背景技术

苹果(学名:Malus pumila)是一种属于蔷薇科(Rosaceae)、苹果属 (Malus)植物的果实,其果肉多汁,清脆香甜,同时富含糖类、维生素、矿 物质、有机酸、膳食纤维等多种营养物质。苹果原产欧洲、中亚和我国新 疆西部,它在中国已经有两千多年的栽培历史,目前是我国最广泛栽培的 水果之一。

然而由苹果黑腐皮壳菌(Valsa mali Mayabe et Yamada)引起的苹果 腐烂病(valsa canker of apple)的大面积发生,严重地威胁着我国苹果种 植业的迅速发展和种植规模的不断扩大。

人们为了降低植物病害给人类带来的严重经济损失,长期以来,都在 使用化学农药的方法进行防控。在2014年统计中发现中国单位面积平均 化学农药使用量比世界平均水平高2.5~5.0倍,我国每年遭受农药残留污 染的作物面积达12亿亩,随着化学农药对生态环境的肆意破坏,我国也 相应的采取多种手段,大力研究推广高效、环保、安全、无污染的生物农 药,希望实现构建“美丽中国”的宏伟目标。

解淀粉芽孢杆菌是一种革兰氏阳性细菌,能够广泛分布在不同环境、 易于分离培养、贮藏期长、使用方便且体内能产生抗逆性较强的芽孢。另 外,解淀粉芽孢杆菌具备生长快、营养简单、易于定殖在植物表面并大量 繁殖,为植物形成防护层,阻绝多种病原菌的浸染等特征。正由于解淀粉 芽孢杆菌的上述突出的特征,使得解淀粉芽孢杆菌现已成为炙手可热的研 究对象。

发明内容

为了解决上述问题,本申请人进行了锐意研究,结果发现:从土壤中 分离获得菌株TJ,通过观察菌株TJ的形态学特征,分析其生理生化特性 以及同时结合gyrB基因序列同源性分析鉴定该菌株TJ为解淀粉芽孢杆 菌,同时研究了菌株TJ在抑制果树腐烂病,特别是苹果腐烂病方面的作 用,从而完成本申请。

本申请的目的在于提供一种解淀粉芽孢杆菌,其特征在于,在中国微 生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的保藏编号为CGMCC  NO.10710。

本申请所提供的从土壤中分离出来的菌株TJ经过形态学鉴定、生理 生化特征分析以及gyrB基因序列同源性分析被鉴定为解淀粉芽孢杆菌 (Bacillus amyloliquefaciens),该菌株TJ已于2015年4月10日保藏于中 国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC,地址为: 北京市朝阳区北辰西路1号院3号),保藏编号为CGMCC NO.10710。

本申请提供的解淀粉芽孢杆菌产生烷烃、烯烃、苯的衍生物、酮、醚 烯醛中的一种或多种。

作为烷烃的实例,具体可以举出辛烷。

作为烯烃的实例,具体可以举出苯乙烯。

作为苯的衍生物的实例,具体可以举出甲苯。

作为酮的实例,具体可以举出6-甲基-2-庚酮。

作为醚的实例,具体可以举出2-戊基呋喃。

作为烯醛的实例,具体可以举出反式-2-壬烯醛。

在上述所提及的物质中,反式-2-壬烯醛对果树腐烂病有抑制作用,当 反式-2-壬烯醛的浓度为150~1000μl/mL时,抑制效果最佳。

本申请的另一目的在于提供一种果树腐烂病的抑制剂,其中,包含有 保藏编号为CGMCC NO.10710的解淀粉芽孢杆菌。

特别的,所述抑制剂用于抑制由苹果黑腐皮壳菌引起的苹果腐烂病。

本申请还涉及反式-2-壬烯醛用于在果树腐烂病的抑制剂的制造中的 用途。

所述反式-2-壬烯醛可为上述保藏编号为CGMCC NO.10710的解淀粉 芽孢杆菌产生的反式-2-壬烯醛。

在上述用途中,所涉及的反式-2-壬烯醛对果树腐烂病,特别是对由苹 果黑腐皮壳菌引起的苹果腐烂病具有良好的抑制作用,抑制率可达到 76.42%。

根据本申请,所提及的果树为仁果类果树。

仁果类果树属蔷薇科。果实主要有子房和花托共同发育而成,为假果。 果实的外层是肉质化的花托,占果实的绝大部分,外中果皮肉质化与花托 共同为食用部分,内果皮革质化。果实大多耐贮运。

作为仁果类果树的实例,具体可以举出:苹果、梨、海棠果、山楂和 木瓜。根据本申请,所述苹果黑腐皮壳菌,属子囊菌亚门真菌。

本申请提供的一种解淀粉芽孢杆菌,对苹果腐烂病具有良好的抑制作 用,且由该解淀粉芽孢杆菌产生的反式-2-壬烯醛对苹果腐烂病具有较高的 抑制率,抑制率高达76.42%。

保藏说明

分类名称:解淀粉芽孢杆菌

拉丁名:(Bacillus amyloliquefaciens)

菌株编号:菌株TJ

保藏机构:中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心

保藏机构简称:CGMCC

地址:北京市朝阳区北辰西路1号院3号

保藏日期:2015.4.10

保藏中心登记入册编号:CGMCC.10710。

附图说明

图1为实施例1拮抗实验中的菌株TJ对苹果腐烂病菌的作用效果图;

图2为实施例1拮抗实验中的对比例中的对苹果腐烂病菌的作用效果 图;

图3为实施例1形态学鉴定中的菌株TJ经过革兰氏染色后的效果图;

图4为实施例1形态学鉴定中的菌株TJ经过芽孢染色后的效果图;

图5为实施例1中的菌株TJ经过邻接法构建的系统发育树;

图6为实施例3的一个实验例中的对苹果腐烂病菌的作用效果图;

图7为实施例3的一个对比例中的对苹果腐烂病菌的作用效果图;

图8为实施例2中的测定样品经过气相色谱-质谱联用仪(GC-MS) 分析后的谱图。

具体实施方式

下面通过对本申请进行详细说明,本申请的特点和优点将随着这些说 明而变得更为清楚、明确。

在下述实施例中,如对所使用的材料、试剂以及仪器如没有特殊说明, 则均可从商业途径获得。

在下述实施例中,如对所述方法没有特殊的说明,均为常规方法。

在下述实施例中,所用到的培养基以及试剂如下所述:

LB固体培养基:10g胰蛋白胨,5.0g酵母提取物,10g氯化钠,1000mL 蒸馏水,18g琼脂;PDA培养基:200g土豆,20g葡萄糖,18g琼脂,1000mL 蒸馏水;LB液体培养基:10g胰蛋白胨,5.0g酵母提取物,10g氯化钠, 1000mL蒸馏水;格里斯试剂A液:0.5g对氨基苯磺酸,10%稀醋酸150mL; 格里斯试剂B液:0.1gα-萘胺,10%稀醋酸150mL,20mL蒸馏水;苯胺 试剂:0.5g二苯胺,100mL浓硫酸,20mL蒸馏水;液体培养液:5.0g蛋 白胨,5.0g葡萄糖,5.0g氯化钠,1000mL蒸馏水,pH:7.0-7.2;明胶培 养基:5.0g蛋白胨,150g明胶,1000mL蒸馏水,pH:7.2-7.4;酪素培养 基:5.0g牛肉膏,1.5g可溶性淀粉,17.5g酪素水解物,15.0g琼脂,1000mL 蒸馏水,pH为6.5;胰蛋白胨液体培养基:1%胰蛋白胨水溶液,1000mL 蒸馏水,pH:7.2-7.6;石蕊牛奶液体培养基:4mL 2.5%石蕊水溶液,100mL 脱脂牛奶,1000mL蒸馏水。

注:在上述培养基和试剂中,所涉及到百分数的含义均为质量分数。

实施例一解淀粉芽孢杆菌菌株TJ的分离以及鉴定

1、解淀粉芽孢杆菌菌株TJ的分离

(1)取10g土壤加入无菌水中,分别形成无菌水的稀释度为1∶102、 1∶103、1∶104、1∶105、1∶106的土壤稀释液,充分振荡后,吸取上述不同稀 释度的土壤稀释液各100μL分别涂布于LB固体培养基上,然后将LB固 体培养基均置于28℃下培养1天;

(2)经过1天培养后,挑选出单菌落,然后在LB固定培养基上继续 进行纯培养;

(3)纯培养结束后,进行拮抗实验,拮抗实验如下所述:在PDA培 养基的左侧均放置直径为7mm大小的苹果腐烂病菌丝块,同时均在右侧 点上步骤(2)进行纯培养的单菌落,然后均在26℃下培养3d,另外,设 置对比例:将PDA培养基的左侧放置有直径为7mm大小的苹果腐烂病菌 丝块,但是不添加步骤(2)中所挑选出的单菌落,然后也在26℃下培养 3d,培养3d后,选取拮抗实验中的一个PDA培养基和对比例中的PDA 培养基进行观察,结果分别如图1和图2所示,

通过图1和图2可以的得知:本申请提供的菌株TJ能够有效抑制苹 果腐烂病菌;

(4)经过观察后,筛选出对苹果腐烂病有强抑制作用的菌株且编号 为菌株TJ。

另外,经过研究发现,菌株TJ的保藏方式如下所示:菌株TJ以菌液 的形式同15%的甘油混合保存于-80℃的温度条件下,特别的选用冰柜进 行保藏。

2、解淀粉芽孢杆菌菌株TJ的形态学鉴定

将步骤1中得到的菌株TJ在LB固体培养基平板上划线培养后,观察 菌株TJ单菌落在平板上的培养特征。然后挑取单菌落加入到含有LB液体 培养基的试管中,在28℃的条件下摇培16h,再选用革兰氏染色法和芽孢 染色法进行染色,然后在显微镜下观察菌体形态并测量菌体大小,同时观 察是否有芽孢产生,结果分别如图3和图4所示。

由图3和图4可以得知:本申请中分离出的菌株TJ为革兰氏阳性菌, 菌体呈杆状,菌体大小为(0.7-0.9)×(1.8-3.0)μm,伴随有椭圆形芽 孢,在LB固体培养基上单菌落为淡黄色,湿润,菌落中央略微隆起,有 皱缩,边缘光滑,呈不规则状。

3、解淀粉芽孢杆菌菌株TJ的生理生化特征分析

根据《伯杰氏细菌鉴定手册》(第九版)以及下述具体试验方法,同 时参照《一般细菌常用鉴定方法》(中国科学院微生物研究所细菌分类组. 北京:科学出版社,1978.)对菌株TJ进行生理生化鉴定。

菌株TJ种子液的制备:将在28℃的条件下,在LB固体培养基上划 线培养24h后的菌株TJ单菌落接种到5mL的LB液体培养基中,再在28℃ 和200r/min的条件下振荡培养12h,即得到菌株TJ种子液;

(1)接触酶试验:取新鲜培养的菌株TJ种子液,涂在已滴有质量分 数为3%的过氧化氢溶液的载玻片上,有气泡产生为阳性,反之为阴性;

(2)硝酸盐还原试验:配制格里斯试剂A液和B液备用,取新鲜培 养的菌株TJ种子液10μL接种于已灭菌的含有硝酸盐液体的试管中,其中, 在1L的LB液体培养基中加入1.0g硝酸钾,pH值为7.0-7.6,另外,以不 接种有菌株TJ种子液,只含有硝酸盐液体的试管为对照例,然后均在28℃ 的条件下培养1d和2d后进行观察。在摇培后的试管中加入格利斯试剂A 液以及B液,若出现红色、橙色、棕色等,为硝酸盐还原阳性。如无红色 出现,可加一至二滴二苯胺试剂,此时如呈蓝色反应,为硝酸盐还原阴性; 如不呈蓝色反应,为硝酸盐还原阳性反应;

(3)产硫化氢试验:取新鲜培养的菌株TJ种子液10μL接种于已灭菌 的含有的硝酸盐液体试管中,其中,在1L的LB液体培养基中加入1.0g 硝酸钾,pH:7.0-7.6,同时取一条蘸过浓度为5%-10%的醋酸铅滤纸条, 用棉塞塞紧,使之悬挂于管中,下端接近培养基表面,不接触液面,在28℃ 条件下培养3d、7d和14d后,观察结果。纸条变黑色者为阳性,不变色 者为阴性;

(4)柠檬酸盐试验:挑取新鲜培养的菌株TJ单菌落在斜面试管上划 线接种,在28℃条件下培养3d和7d,观察结果,培养基变蓝色或桃红色 为阳性,不变色者为阴性,其中,在斜面试管中含有1.0g氯化钠,0.2g 硫酸镁,0.5g磷酸二氢铵,2.0g柠檬酸钠,10mL 0.04%酚红水溶液,18g 琼脂和990mL蒸馏水,pH为7.0,然后加入溴麝香草酚蓝指示剂,分装 试管,再在121℃下灭菌15min,摆斜面;

(5)精氨酸双水解酶试验:首先,配制试管培养基,该培养基:1.0g 蛋白质,0.01g酚红,5.0g氯化钠,10.0g L-精氨酸盐,0.3g磷酸氢二钾, 6.0g琼脂,1000ml蒸馏水,pH为7.0-7.2,在上述培养基上穿刺接种菌株 TJ,以没有接种菌株TJ的培养基为对照例,然后均在28℃条件下培养3d、 7d和11d,再观察结果,与对照例相比培养基变红色为阳性,不变色者为 阴性;

(6)赖氨酸、鸟氨酸脱羧酶试验:首先配制试管培养基,其中,试管 培养基:5.0g蛋白胨,0.625mL 1.6%溴甲酚紫,5.0g牛肉膏,2.5mL 0.2% 甲酚红,0.5g D-葡萄糖,5mg维生素B6,6.0g琼脂,1000mL蒸馏水,pH 为6.0,然后将培养基分装试管,每支试管5mL,再在试管中分别加入赖 氨酸、鸟氨酸,并使两者的最终质量百分浓度为2%,然后均进行穿刺接 种菌株TJ,另外,设置没有接种菌株TJ的培养基为对照例,然后均在28℃ 条件下培养7d,持续观察结果,与对照例相比培养基呈紫色或带红色调的 紫色为阳性,不变色者为阴性;

(7)V.P.试验:取新鲜培养的菌株TJ种子液10μL接种于含有液体培 养液的试管中,在28℃的条件下培养1d、2d、4d、6d后进行观察。取上 述液体培养液和质量分数为40%NaOH等体积量相混后,加入少量肌酸, 剧烈震荡2-10min,培养液出现红色或放置更长时间才出现红色反应,即 为阳性反应,反之为阴性;

(8)苯丙氨酸脱氨酶试验:挑取新鲜培养的菌株TJ单菌落在斜面试 管上划线,在28℃条件下培养4h或8-24h后,滴加4-5滴试剂(试剂为 10%(W/V)的FeCl3溶液)到生长单菌落的斜面试管上,当斜面试管上和冷 凝水中产生绿色时为阳性,不变色者则为阴性,其中,斜面试管中含有3.0g 酵母膏,5.0氯化钠,1.0g磷酸氢二钠,1.0g L-苯丙氨酸,12.0g琼脂,1000mL 蒸馏水,且整个体系pH为7.0;

(9)耐盐性测定:配制含有不同质量分数的NaCl的LB液体培养基, 使LB液体培养基中的NaCl最终质量分数分别为0、5%、7%、10%、12%、 15%,然后在121℃下灭菌20min,取新鲜培养的菌株TJ种子液10μL接 种于上述LB液体培养基中,设置未接种有菌株TJ种子液的LB液体培养 基作为对照例,在28℃和200r/min条件下摇培1d,观察生长状况;

(10)淀粉水解试验:挑取新鲜培养的菌株TJ单菌落,点接于淀粉培 养基平板上,在28℃下培养1d后,将卢戈氏碘液滴加在淀粉培养基平板 中,如果菌落周围出现无色透明的圆形区域,说明淀粉被水解,为阳性; 若淀粉没有被水解,则为阴性,其中,淀粉培养基为下述:在LB液体培 养基中加入可溶性淀粉,可溶性淀粉的添加量为LB液体培养基的总重量 的0.2%;

(11)明胶液化试验:取新鲜培养的菌株TJ种子液穿刺接种于明胶培 养基试管中,设置未穿刺接种有菌株TJ种子液的明胶培养基为对照例, 然后均在28℃下培养1d-2d,持续观察明胶培养基有无液化现象及液化后 形状。若明胶培养基在20℃下不凝固的,为阳性,反之阴性;

(12)七叶苷水解试验:挑取新鲜培养的菌株TJ单菌落在斜面试管上 划线接种,然后在28℃下培养3d、7d和14d,再观察结果,产黑褐色色 素者为阳性,反之为阴性,其中,斜面试管中含有LB固体培养基、七叶 苷和柠檬酸铁,七叶苷的添加量为LB固体培养基的总重量的0.1%,柠檬 酸铁的添加量为LB固体培养基的总重量的0.05%;

(13)酪素水解试验:挑取新鲜培养的菌株TJ单菌落,点接于酪氨酸 培养基平板上,在28℃下培养1d和2d,持续观察结果,若菌落边缘有透 明现象说明能够水解,为阳性,反之阴性;

(14)酪氨酸水解试验:挑取新鲜培养的菌株TJ单菌落,点接于酪氨 酸培养基平板上,在28℃下培养1d和2d,持续观察结果,菌落边缘有透 明现象说明能够水解,为阳性,反之阴性,其中,酪氨酸培养基为下述: 在LB培养基中加入0.5g酪氨酸;

(15)尿素分解试验:挑取新鲜培养的菌株TJ单菌落在斜面尿素培养 基试管中划线,在28℃下连续培养4d,观察结果,变红为阳性,反之不 变色为阴性,其中,斜面尿素培养基的制备如下:尿素培养基含有1.0g 蛋白胨,5.0g氯化钠,1.0g葡萄糖,2.0g磷酸二氢钾,0.012g酚红,15.0g 琼脂和1000mL蒸馏水,且尿素培养基的pH为6.8-6.9,然后将尿素培养 基分装到试管中,在121℃下灭菌20min,待上述培养基冷却至45-50℃时, 加入已经过0.22μm无菌水系滤膜过滤后的质量分数为20%尿素水溶液, 尿素最终的质量分数为2%,最后摆斜面;

(16)土温20和吐温80降解试验:挑取新鲜培养的菌株TJ单菌落在 培养基平板上划线,在28℃下连续培养7d,观察结果,菌落边缘有模糊 的晕圈为阳性,反之阴性,其中,培养基制备如下所示:基础培养基:1.0g 蛋白陈,5.0g氯化钠,1.0g葡萄糖,2.0g磷酸二氢钾,0.2%酚红水溶液6mL, 20g琼脂,1000mL蒸馏水,pH:6.8-6.9,基础培养基在121℃下灭菌20min 后,冷却至45-50℃时,分别加入吐温20、吐温80,并使两者的最终质量 分数为1%;

(17)糖、醇发酵产酸试验:选取蔗糖、木糖、鼠李糖、山梨醇、甘 露醇、L-树胶醛糖、淀粉、D-海藻糖、肌醇、果糖、麦芽糖、葡萄糖、甘 露糖、半乳糖、核糖、糖原、甘油等药品进行下述试验,

取新鲜培养的TJ种子液穿刺培养于相应培养基试管中,在28℃下培 养1d、3d、5d、7d,观察结果。变黄色,表示产酸,为阳性;若不变色, 则为阴性,其中,相应培养基制备如下所示:基础培养基:1.0g磷酸氢二 铵,0.2g氯化钾,0.2g硫酸镁,0.2g酵母膏,20mL0.04%溴甲酚紫,6.0g 琼脂,在上述基础培养基中分别加入10g上述糖类或醇类物质,且相应培 养基的pH为7.0-7.2;

(18)吲哚试验:取新鲜培养的菌株TJ种子液10μL接种于胰蛋白胨 液体培养基试管中,在28℃下培养1d、2d、4d、7d后观察结果。向培养 后试管中慢慢加入3-5mm的试剂(试剂为8.0g对二甲基氨基苯甲醛, 760mL 95%乙醇以及160mL浓HCl的混合液)于培养液表面,在液层界 面出现红色,即为阳性反应,若红色不明显,可在培养液中加入乙醚约 1ml,充分震荡,静置片刻,待乙醚浮至液面后再加吲哚试剂,在乙醚和 试剂液层界面出现红色,即为阳性反应;

(19)在0.001%溶菌酶中的生长试验:取新鲜培养的菌株TJ种子液 10μL接入液体培养基试管中,在28℃下培养,观察生长情况,液体培养 基制备如下所示:在LB液体培养基中加入溶菌酶,溶菌酶的最终质量分 数为0.001%;

(20)卵磷脂酶试验:挑取新鲜培养的菌株TJ单菌落,点接于卵磷脂 培养基平板上,在28℃下培养18-24h后观察结果,如果菌落周围和下面 出现不透明的区域,为阳性;反之则为阴性,其中,卵磷脂培养基制备如 下所示:在已灭菌后的LB固体培养基中加入在无菌条件下取出的卵黄, 其中,卵黄的添加量为LB固体培养基的总重量的1%;

(21)厌氧试验:在厌氧罐中进行,在无氧条件下,挑取新鲜培养的 菌株TJ在LB固体培养基平板中划线,在28℃下培养,不生长则为阴性, 反之为阳性;

(22)β-半乳糖苷酶试验:挑取新鲜培养的菌株TJ单菌落在加入含有 含量为20mg/mL的X-gal的LB固体培养基平板上进行划线,在28℃下培 养,观察结果,如果菌落周围变蓝,则为阳性,反之阴性;

(23)氧化酶试验:取新鲜培养的菌株TJ种子液,滴在氧化酶试纸上, 10s内出现红色为阳性,反之为阴性,

(24)甲基红试验:取新鲜培养的菌株TJ种子液10μL接种于含有液 体培养液的试管中,在28℃下培养1d后观察结果,向液体培养液中加入 一滴甲基红试剂,红色表示甲基红试验为阳性反应,黄色为阴性反应;

(25)生长温度测定:挑取新鲜培养的菌株TJ单菌落在LB固体培养 基平板上划线,然后分别在14℃、18℃、40℃、50℃、55℃、60℃下培养, 1d、2d分别观察其生长情况;

(26)运动性试验:挑取新鲜培养的菌株TJ单菌落穿刺接种于LB半 固体培养基中,在28℃下培养,观察结果,如在穿刺线边缘呈云状生长, 则为有运动性,反之则无;

(27)石蕊牛奶试验:取新鲜培养的菌株TJ种子液10μL接种于含有 石蕊牛奶液体培养基试管中,在28℃下培养1d、3d、5d、7d、14d后观察 结果,相关解释如下所示:还原-石蕊褪色变白;胨化-牛奶变清;产酸 -石蕊变红;产碱-变蓝;酸凝-变红和凝固;酶凝-不变色或蓝色,牛 奶结块、凝固,为阳性;

(28)唯一碳源利用试验:选取淀粉、肌醇、L-树胶醛糖、甘油、胱 氨酸、抗坏血酸、脯氨酸、精氨酸、柠檬酸、蔗糖、木糖、麦芽糖、酪氨 酸、甘露醇、D-海藻糖、甘露糖、葡萄糖、山梨醇、甘氨酸、缬氨酸、鼠 李糖、果糖、草酸、苏氨酸、半乳糖、核糖、糖原等药品进行下述碳源利 用试验,

取新鲜培养的菌株TJ种子液接种于含有相应液体培养基试管中,在 28℃下连续培养3次,如果仍无浑浊,则证明此碳源不可被菌株TJ利用, 其中,相应液体培养基的制备如下所示:基础培养基为:2.0g硫酸二铵, 0.5g磷酸二氢钠,0.5g磷酸氢二钾,0.2g硫酸镁,0.1g氯化钙,然后向基 础培养基中分别加入碳源水溶液和1000mL蒸馏水,碳源水溶液的最终质 量百分浓度为1%,相应液体培养基的pH为6.5。

步骤1中分离得到的菌株经过上述相关试验,结果如下表1所示。

表1

注:在上述表1中,“+”表示阳性,“-”表示阴性。

由上述表1可以得知:菌株TJ在接触酶、甲基红、V.P.试验、产硫 化氢试验中为阳性,在氧化酶、β-半乳糖苷酶、精氨酸双水解酶、赖氨酸 脱羧酶、鸟氨酸脱羧酶、苯丙氨酸脱氨酶、卵磷脂酶试验中为阴性,能够 利用柠檬酸盐,具有运动性,糖酵解以及硝酸盐还原能力,还能水解淀粉、 明胶、七叶苷、酪蛋白、吐温20,但不能水解酪氨酸、尿素,能在小于 10%的NaCl、0.001%溶菌酶以及15℃-50℃中生长,不能厌氧生长,能利 用淀粉、肌醇、L-树胶醛糖、甘油、脯氨酸、蔗糖、木糖、麦芽糖、甘露 醇、D-海藻糖、葡萄糖、山梨醇、果糖、半乳糖、核糖和糖原,不能利用 抗坏血酸、胱氨酸、苏氨酸、结氨酸、精氨酸、柠檬酸、草酸、鼠李糖和 甘露糖。

4、利用gyrB基因序列鉴定菌株TJ:

在本申请中,利用gyrB基因序列,通过构建系统发育树,分析菌株 TJ的进化关系,鉴定步骤如下所示:

1)菌株TJ的DNA的提取

采用北京索拉宝公司提供的细菌基因组提取试剂盒提取菌株TJ的基 因组DNA;

2)选用细菌gyrB基因序列进行PCR扩增

采用细菌gyrB基因的一对通用引物进行PCR扩增,PCR扩增产物在 0.8%的琼脂糖凝胶上进行电泳检测后,将PCR产物回收,回收产物由上 海生工生物工程技术服务有限公司测序,其中,引物序列为up1 (5’-GAAGTCATCATGACCGTTCTGCAYGCNGGNGGNAARTTYGA-3’) 和up2r (5’-AGCAGGGTACGGATGTGCGAGCCRTCNACRTCNGCRTCNGTCAT -3’),PCR扩增程序为:94℃预变性5min,94℃变性40s,55℃-60℃复性 40s,72℃延伸45s,35个循环,72℃延伸10min,

解淀粉芽孢杆菌菌株TJ的gyrB基因序列详见序列表中序列1;

3)gyrB基因序列系统发育进化关系:

将测序获得的DNA序列提交GenBank,获得序列号为:KF501049, 再通过Blast(Basic Local Alignnent Search Tool)进行序列同源性检索分 析。序列先采用ClustralX 2.0进行多重序列比对,然后用MEGA 5.0软件, 同时采用邻接法(Neighbour-joining)构建系统发育树,从而确定菌株TJ 的分类学地位,结果如图5所示。

由图5可以得知:菌株TJ与解淀粉芽孢杆菌(Bacillus  amyloliquefaciens)同源性高达99%。

注:GenBank是美国国家生物技术信息中心(National Center for Biotechnology  Information,NCBI)建立的DNA序列数据库,从公共资源中获取序列数据,

MEGA5.0为专用于构建系统发育树的软件,

BLAST(Basic Local Alignment Search Tool)是一套在蛋白质数据库或DNA数据 库中进行相似性比较的分析工具,

一般以同源性≥99%作为种水平的鉴定标准。

鉴于上述对菌株TJ的形态学鉴定、生理生化特征分析和gyrB基因序 列同源性分析结果,将步骤1中分离得到的细菌TJ鉴定为解淀粉芽孢杆 菌(Bacillus amyloliquefaciens)。该解淀粉芽孢杆菌菌株TJ已于2015年4 月10日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称 CGMCC,地址为:北京市朝阳区北辰西路1号院3号),保藏编号为 CGMCC No.10710。

实施例二菌株TJ产生的挥发性物质的成分鉴定

1、选用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析菌株TJ产生的挥发性 物质的成分

(1)样品萃取:

1)配置测定样品:将PDA培养基倒入直径9cm的培养皿皿底中,取 新鲜的菌株TJ菌液100μL涂布于培养皿中,

2)设置空白样品:将PDA培养基倒入直径9cm的培养皿皿底中,

3)将配置好的测定样品和设置好的空白样品均分别进行下述处理:在 40℃下平衡15min,将SPME萃取头插入到顶空萃取瓶中,拔出纤维头, 使其置于样品瓶顶空部位的中间部位。吸附40min后,收回纤维头,萃取 瓶中拔出萃取头并立即插入GC进样口中,在250℃下解吸附5min后,进 行GC-MS分析,然后拔出萃取头。其中,萃取头的型号为:50/3021m  DVB/CAR/POMS。

其中,气相色谱检测条件和质谱检测条件如下所述:

气相色谱(GC)检测条件

进样方式为:进样口温度设置为250℃,载气设置为高纯氦气,柱流速 为1.2mL/min,自动进样器进样,进样量为1μl,不分流进样。

程序升温条件:起始温度设定为40℃,停留3min后,以3℃/min的 速度升温至160℃,在该温度下停留2min,再以8℃/min的速度升至220℃, 运转3min。

其中,装柱型号为HP-5MS.M.。

质谱(MS)检测条件:

离子源温度设置为230℃,四极杆温度为150℃。电离方式:电子轰击 EI源,电子13能量70eV,全扫描质量(m/z)范围为30至550原子质量单 位(amu)。

然后,选用计算机自动谱库NIST08进行自动检索,让其对菌株TJ产 生的挥发性物质定性。

注:美国国家标准与技术研究院(National Institute of Standards and Technology, NIST)直属美国商务部,从事物理、生物和工程方面的基础和应用研究,以及测量技 术和测试方法方面的研究,提供标准、标准参考数据及有关服务,在国际上享有很高 的声誉。

(2)GC-MS结果分析

1)选用气相色谱-质谱联用仪进行测定后,将所得到的挥发性物质的 成分的质谱与NIST数据库进行比对鉴定,分析鉴定出菌株TJ产生40种 挥发性物质。

这40种物质分别如下所示:烷烃如辛烷,烯烃如苯乙烯,苯的衍生 物如甲苯,酮如6-甲基-2-庚酮,醚如2-戊基呋喃以及烯醛如反式-2-壬烯 醛。

2)将在测定样品中所检测到的含有的挥发性物质中去除在空白样品 中测到的挥发性物质的成分,同时保留波峰面积积分大于1的主要气体成 分,结果如图8所示。

对图8的具体分析如下表2所示:

表2

实施例三、菌株TJ对苹果腐烂病的抑制效果

(1)实验例:将PDA培养基倒入直径9cm的培养皿皿底中,一部分 培养皿皿底中间接种新鲜的苹果腐烂菌丝块(苹果腐烂菌丝块直径为 7mm),另一部分培养皿皿底中,取新鲜的菌株TJ菌液100μL涂布于培养 皿中,将两个去除皿盖的培养皿皿底口对口扣在一起,上层为含有苹果腐 烂菌丝块的皿底,下层为含有菌株TJ菌液的皿底,对接处用封口膜封口, 在26℃下培养3天后观察抑菌效果,观察抑菌效果。

(2)对比例:重复实验例,其中,下层为不含有菌株TJ菌液的皿底, 其余条件均相同。

重复上述实验例和对比例,设置3对平行试验。

选取一对实验例和对比例的效果图,结果分别如图6和图7所示。

由图6和图7可以得知:在图6和图7中,位于中间部位的黑点为菌 斑,在图6中,位于培养皿中间部位的菌斑直径为0.7cm,在图7中,位 于培养皿中间部位的菌斑直径为3.5cm,图6中的菌斑小于图7中的菌斑, 因此,由本申请提供的菌株TJ对苹果腐烂病具有有效的抑制作用。

实施例四、反式-2-壬烯醛对苹果腐烂病的抑制效果

针对实施例二中的GC-MS图谱分析结果,本申请针对反式-2-壬烯醛, 进行下述试验:

(1)将购买的相应的反式-2-壬烯醛标品用乙醇配制成下述12个浓度 梯度的溶液:1μl/mL、30μl/mL、60μl/mL、90μl/mL、120μl/mL、150μl/mL、 180μl/mL、200μl/mL、400μl/mL、600μl/mL、800μl/mL、1000μl/mL;

(2)将上述12个浓度梯度的溶液均进行下述实验例:将PDA培养 基倒入直径9cm的培养皿皿底中,一部分培养皿皿底中间接种新鲜的苹果 腐烂菌丝块,另一部分培养皿皿底中,取配置好的梯度的溶液100μL涂布 于培养皿中,将两个去除皿盖的培养皿皿底口对口扣在一起,上层为含有 苹果腐烂菌丝块的皿底,下层为含有菌株TJ菌液的皿底,对接处用封口 膜封口,在26℃下培养3天后观察抑菌效果,观察抑菌效果,并测量出抑 菌后的苹果腐烂菌丝块的直径;其中,每一个梯度的浓度重复处理3次;

(3)对比例:重复实验例,其中,下层为不含有反式-2-壬烯醛的皿 底,其余条件均相同,培养完成后,测量苹果腐烂菌丝块的直径;将对比 例重复3次。

对所选取的物质的相应的标品经过上述试验后,通过下述计算公式算 出各个相应的标品的抑菌率,从而得出反式-2-壬烯醛对苹果腐烂病具有抑 菌效果,另外,抑菌率可以作为抑菌效果强弱的指标。

抑菌率=[(对比例的菌落平均直径-实验例相应浓度下的菌落平均直 径)/对比例的菌落平均直径]×100%

反式-2-壬烯醛的相关试验数据以及抑菌率如下表3所示。

表3

由上述表3可以得知:反式-2-壬烯醛对苹果腐烂病具有良好的抑制作 用,并且在浓度为150~1000μl/mL时抑菌率高达76.42%。

根据上述说明书的揭示,本申请所属领域的技术人员还可以对上述实 施方式进行适当的变更和修改。因此,本申请并不局限于上面揭示和描述 的具体实施方式,对本申请的一些修改和变更也应当落入本申请的权利要 求的保护范围内。

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本申请涉及一种解淀粉芽孢杆菌,在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的保藏编号为CGMCC?NO.10710。菌株TJ从土壤中分离获得,通过观察菌株TJ的形态学特征,分析其生理生化特性以及同时结合gyrB基因序列同源性分析鉴定该菌株TJ为解淀粉芽孢杆菌。本申请提供的解淀粉芽孢杆菌,对果树腐烂病具有防治效果,特别的,对苹果腐烂病具有良好的抑制作用,该菌株产生的反式-2-壬烯醛对苹果腐烂病具有较。

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