本發(fā)明屬于生物防治植物害蟲領(lǐng)域。具體而言,本發(fā)明涉及一株甲基營(yíng)養(yǎng)芽孢桿菌(bacillusmethylotrophicus)kacc13105及其應(yīng)用。
背景技術(shù):
甜菜夜蛾(spodopteraexiguahübner)(鱗翅目:夜蛾科)是我國(guó)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)中的一種重要害蟲,尤其對(duì)蔬菜、棉花等經(jīng)濟(jì)作物為害最重。目前,甜菜夜蛾的危害已遍及20多個(gè)省、市和自治區(qū),而對(duì)其的防治仍依賴于化學(xué)合成農(nóng)藥。由于化學(xué)合成農(nóng)藥的濫用和不合理使用,甜菜夜蛾對(duì)較多種類的殺蟲劑已經(jīng)產(chǎn)生抗藥性,且?guī)砹酥T多負(fù)面影響,如食品安全(農(nóng)藥殘留超標(biāo))與環(huán)境污染等。
微生物農(nóng)藥因其“環(huán)境友好”特性,在國(guó)內(nèi)外獲得了又一次發(fā)展的機(jī)遇?!秶?guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020)》和《國(guó)家“十二五”科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》已經(jīng)將農(nóng)業(yè)生物藥物與生態(tài)農(nóng)業(yè)作為優(yōu)先發(fā)展方向。據(jù)統(tǒng)計(jì),2011年全球生物農(nóng)藥市場(chǎng)價(jià)值達(dá)13億美元,2017年有望達(dá)到32億美元;而中國(guó)市場(chǎng)由于農(nóng)藥管理制度日趨嚴(yán)格,公眾對(duì)天然產(chǎn)品需求日益增長(zhǎng),已經(jīng)成為生物農(nóng)藥發(fā)展最快的市場(chǎng)之一。因此,加快微生物農(nóng)藥的研究與開發(fā),已經(jīng)成為未來綠色農(nóng)藥發(fā)展的趨勢(shì)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的為提供一株甲基營(yíng)養(yǎng)芽孢桿菌(bacillusmethylotrophicus)kacc13105及其應(yīng)用。該菌株易于規(guī)?;l(fā)酵生產(chǎn),其發(fā)酵產(chǎn)物經(jīng)提取分離后對(duì)甜菜夜蛾等植物害蟲具有較好的殺蟲活性,可用于制備微生物殺蟲劑,發(fā)展前景良好。
本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明所提供的菌株為甲基營(yíng)養(yǎng)芽孢桿菌(bacillusmethylotrophicus)kacc13105,保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心(簡(jiǎn)稱cgmcc,地址:北京市朝陽區(qū)北辰西路1號(hào)院3號(hào),中國(guó)科學(xué)院微生物研究所),保藏日期:2016年12月09日,保藏編號(hào)為:cgmccno.13437。
甲基營(yíng)養(yǎng)芽孢桿菌(bacillusmethylotrophicus)kacc13105的保存方法:采用lb固體培養(yǎng)基保存。lb固體培養(yǎng)基:1%胰蛋白胨,0.5%酵母提取物,1%nacl,1.5%瓊脂,蒸餾水,ph調(diào)至7.0。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種甲基營(yíng)養(yǎng)芽孢桿菌(bacillusmethylotrophicus)kacc13105的發(fā)酵方法,其特征是,
1)將保存的甲基營(yíng)養(yǎng)芽孢桿菌kacc13105接種于lb固體平板表面,30℃培養(yǎng)2-4天,作為規(guī)模發(fā)酵培養(yǎng)的菌種,待用;
2)將菌種接種于無菌的、盛有l(wèi)b液體培養(yǎng)基的錐形瓶中,30℃120rpm搖床培養(yǎng)10-20天,得到發(fā)酵產(chǎn)物待用;所述發(fā)酵培養(yǎng)基為:1%胰蛋白胨,0.5%酵母提取物,1%nacl,蒸餾水,ph調(diào)至7.0。
上述發(fā)酵產(chǎn)物可以進(jìn)一步提取,具體包括以下步驟:
1)采用有機(jī)溶劑提取,提取液減壓蒸餾得浸膏;所述有機(jī)溶劑為乙酸乙酯、氯仿、丙酮、甲醇、乙醇或者正丁醇中的一種或幾種,優(yōu)選乙酸乙酯;
2)然后浸膏進(jìn)行柱層析分離,所述柱層析可采用硅膠柱層析、凝膠柱層析、反相柱層析及大孔吸附樹脂柱層析中的一種或幾種,優(yōu)選硅膠柱層析;
3)然后以氯仿-甲醇梯度洗脫,收集氯仿-甲醇體積比10:1梯度的洗脫組分i與體積比5:1梯度的洗脫組分ⅱ用于制備微生物殺蟲劑;所述氯仿-甲醇洗脫梯度為100:1至1:1。
本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn):
甲基營(yíng)養(yǎng)芽孢桿菌kacc13105,分離于青島膠州灣濕地采集的鹽生植物堿蓬樣品,屬于堿蓬內(nèi)生細(xì)菌,且具有較高的耐鹽堿性。所述菌株發(fā)酵產(chǎn)物對(duì)甜菜夜蛾具有較好的殺蟲活性,在濃度為0.4mg/ml時(shí),致死率為84.3±1.2%。所述菌株發(fā)酵產(chǎn)物經(jīng)發(fā)酵培養(yǎng)、提取分離得到,可以利用微生物進(jìn)行不同規(guī)模的發(fā)酵,具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、周期短、產(chǎn)品成本低等優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)一步描述本發(fā)明,本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)將會(huì)隨著描述而更為清楚。但這些實(shí)施例僅是示例性的,并不對(duì)本發(fā)明的范圍構(gòu)成任何限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是,在不偏離本發(fā)明的精神和范圍下可以對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的細(xì)節(jié)和形式進(jìn)行修改或替換,但這些修改和替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
實(shí)施例1:甲基營(yíng)養(yǎng)芽孢桿菌(bacillusmethylotrophicus)kacc13105菌株鑒定
微生物學(xué)特性:菌株接種于牛肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基,28℃培養(yǎng)兩天。菌落形態(tài)為圓形或橢圓形,乳白帶微黃色,邊緣凸起不透明;顯微鏡檢發(fā)現(xiàn)菌體呈桿狀,能運(yùn)動(dòng),產(chǎn)芽孢;革蘭氏染色呈陽性(以大腸桿菌為對(duì)照),觀察染色后芽孢呈橢圓形。
分子生物學(xué)特性:該菌株的16srdna基因序列測(cè)定結(jié)果如下:
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綜上所述,菌株鑒定為甲基營(yíng)養(yǎng)芽孢桿菌(bacillusmethylotrophicus),該菌株目前已保藏于中國(guó)普通微生物菌種保藏管理中心(簡(jiǎn)稱cgmcc,地址:北京市朝陽區(qū)北辰西路1號(hào)院3號(hào),中國(guó)科學(xué)院微生物研究所),保藏日期:2016年12月09日,所述菌株的保藏編號(hào)為cgmccno.13437。
實(shí)施例2:甲基營(yíng)養(yǎng)芽孢桿菌(bacillusmethylotrophicus)kacc13105發(fā)酵產(chǎn)物的制備
(1)發(fā)酵培養(yǎng)
按照微生物的常規(guī)培養(yǎng)方法,挑取少量保存于lb固體培養(yǎng)基斜面的菌株bacillusmethylotrophicuskacc13105,接種于lb固體平板表面,30℃培養(yǎng)2天,作為規(guī)模發(fā)酵培養(yǎng)的菌種,待用。
lb固體培養(yǎng)基:1%胰蛋白胨,0.5%酵母提取物,1%nacl,1%瓊脂,蒸餾水,ph調(diào)至7.0。
將上述lb固體平板表面的菌種接種于無菌的、盛有l(wèi)b液體培養(yǎng)基的錐形瓶中,30℃120rpm搖床培養(yǎng)10天。
(2)發(fā)酵產(chǎn)物的制備
將上述lb液體培養(yǎng)基用乙酸乙酯提取3次,合并乙酸乙酯提取液,減壓蒸餾得浸膏。將其進(jìn)行硅膠vlc(vacuumliquidchromatography)快速柱層析,按照洗脫液極性遞增順序,以體積比100:1至1:1的氯仿-甲醇(流速為150ml/min)進(jìn)行梯度洗脫,收集氯仿-甲醇體積比10:1和5:1梯度的洗脫組分ⅰ與ⅱ,即得菌株bacillusmethylotrophicuskacc13105發(fā)酵產(chǎn)物。
實(shí)施例3:甜菜夜蛾殺蟲活性測(cè)定
采用葉碟浸漬法測(cè)定菌株發(fā)酵產(chǎn)物對(duì)甜菜夜蛾3齡幼蟲的殺蟲活性。(趙麗,劉麗,胡江春,高錦明,王書錦.中國(guó)生物防治學(xué)報(bào),2011,27:331-337)。
操作步驟:(1)將新鮮的甘藍(lán)葉片葉肉部分剪成1cm×1cm的小葉碟,樣品(實(shí)施例2中發(fā)酵產(chǎn)物的洗脫組分ⅰ與ⅱ)用90%丙酮溶液配制成一定濃度的溶液;(2)吸取50μl樣品溶液加入裝有4片葉碟的24孔板中,每濃度8個(gè)重復(fù),以90%丙酮溶液做空白對(duì)照;(3)待溶劑揮干后,加入甜菜夜蛾3齡幼蟲,每孔1頭,蓋好蓋子,35℃、rh40%條件下避光培養(yǎng);(4)培養(yǎng)48h后,觀察甜菜夜蛾幼蟲取食和死亡情況,計(jì)算校正死亡率。校正死亡率=(a?ck)/(1?ck)×100%,a為樣品孔致死率,ck為對(duì)照孔致死率。
實(shí)驗(yàn)表明,菌株bacillusmethylotrophicuskacc13105的發(fā)酵產(chǎn)物在濃度為0.4mg/ml時(shí),對(duì)甜菜夜蛾具有較好的殺蟲活性,致死率為84.3±1.2%,可用于制備防治甜菜夜蛾的微生物殺蟲劑。
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<110>杜豐玉
<120>一株甲基營(yíng)養(yǎng)芽孢桿菌kacc13105及其應(yīng)用
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