[发明专利]一种高密度培养多粘类芽孢杆菌的方法

说明书

技术领域

本发明属于微生物发酵领域，更具体涉及一种高密度培养多粘类芽孢杆菌（Paenibacillus polymyxa）的方法。

技术背景

多粘类芽孢杆菌（Paenibacillus polymyxa）是一种产芽孢的G⁺细菌，对人或动植物没有致病性，可产生多肽抗生素、拮抗蛋白、酶、植物激素、絮凝剂等多种生物活性物质，兼有生物农药和生物菌肥的作用，已广泛应用于农业、工矿业及废水处理等领域。美国环境保护署（EPA）已将其列为可在商业上应用的微生物种类之一，我国农业部也将其列为免做安全鉴定的一级菌种。

多粘类芽孢杆菌是一种植物根际促生细菌，一方面可以用作微生物肥料，促进植物生长、提高作物产量；另一方面，可以有效防治植物细菌性和真菌性土传病害，对植物青枯病、番茄枯萎病、油菜腐烂病、黑松根腐病等多种植物病害具有很好的防治效果。

传统农业中化学农药的过量使用不仅会增加农药残留量，同时导致了许多作物病虫害的抗药性，并对土壤、水体及生态环境造成污染。随着社会的进步，人们生活水平的提高，对食品安全的意识不断加强，在这种情况下应用高效、广谱、安全、无毒的有益微生物进行植物疫病的防治越来越受到人们的重视。多粘类芽孢杆菌产生的多肽类抗菌物质对植物病原真菌具有很好的拮抗活性，且性质比较稳定，可用于多种植物病害的生物防治。因此，多粘类芽孢杆菌是一类极具开发前景和应用价值的生防细菌。

目前国内对多粘类芽孢杆菌的研究主要集中在菌种的筛选、分离鉴定、抑菌效果以及对发酵液化学成分的分析，而对于多粘类芽孢杆菌的发酵培养方面还罕见报道。

发明内容

本发明提供了一种高密度培养多粘类芽孢杆菌的方法，以提高多粘类芽孢杆菌的菌体产量。

本发明提供的高密度培养多粘类芽孢杆菌的方法，具体如下：以多粘类芽孢杆菌（Paenibacillus polymyxa）为菌种，经活化后接种到发酵培养基中培养。

发酵培养基为：可溶性淀粉 15-20g/L、蛋白胨 20-25 g/L、NaCl 0.5-1.25 g/L、Na₂HPO₄ 0.2-0.5 g/L、CaCl₂ 0. 5-1.0g/L，pH7.0-8.0；培养条件：培养温度30-33℃、转速170-200r/min、装液量60-80mL/250mL；接种量为10-15%（v/v），培养时间18-20h。  

更优选地，可溶性淀粉 17.5 g/L、蛋白胨 25.0 g/L、NaCl 1.25 g/L、Na₂HPO₄ 0.5 g/L、CaCl₂ 1.0 g/L，pH7.5；培养条件：培养温度30℃、转速170r/min、装液量80mL/250mL；接种量为10%（v/v），培养时间18h。

所述活化采用牛肉膏蛋白胨培养基：牛肉膏 3g，蛋白胨 10g，氯化钠 5g，琼脂15g-20g，蒸馏水1000mL，pH7.0-7.2，37℃活化24h。                      

经过以上条件优化，多粘类芽孢杆菌的细胞生物量可达5.3×10⁹cfu/mL，比优化前（3.17×10⁸cfu/mL）提高了15.72倍。

本发明的显著优点：多粘类芽孢杆菌是一种非常具有应用潜力的生物农药和微生物肥料，但要实现商业化，还必须加强培养基及培养条件优化等方面的研究。本发明通过对培养基配方及培养条件的研究，为多粘类芽孢杆菌的工业化发酵生产以及进一步开发利用打下基础。

附图说明

图1为多粘类芽孢杆菌的生长曲线；

图2为不同碳源对多粘类芽孢杆菌生长的影响；

图3为可溶性淀粉添加量对多粘类芽孢杆菌生长的影响；

图4为不同氮源对多粘类芽孢杆菌生长的影响；

图5为蛋白胨添加量对多粘类芽孢杆菌生长的影响；

图6为不同无机盐种类对多粘类芽孢杆菌生长的影响；

图7为培养基初始pH值对多粘类芽孢杆菌生长的影响；

图8为培养温度对多粘类芽孢杆菌生长的影响；

图9为转速对多粘类芽孢杆菌生长的影响；

图10为培养基装液量对多粘类芽孢杆菌生长的影响；

图11为接种量对多粘类芽孢杆菌生长的影响。

具体实施方式