[发明专利]用于荧光假单胞菌高产铁载体的发酵培养基及其发酵培养方法

说明书

本发明提供了一种用于荧光假单胞菌高产铁载体的发酵培养基及其发酵培养方法，其中发酵培养基的组分包括糊精、玉米淀粉酶解液、丁二酸、酵母粉、L‑天冬氨酸、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、硫酸镁、氯化钠、氯化铁、硫酸锰、吡啶醇、氯化钴、三聚磷酸钠、H₂O₂和司盘‑60。与采用常规产铁载体培养基相比，采用本发明培养基进行培养，荧光假单胞菌的生物量可提高2~3倍，铁载体含量可提高3~5倍。由此可知，本发明提供的发酵培养基在保证荧光假单胞菌生物量的同时能够显著提高其铁载体产量，进而提高荧光假单胞菌的抑菌活性，为其在生物防治上的推广应用提供了技术支持。

技术领域

本发明涉及微生物技术以及生物防治领域，具体的说是一种用于荧光假单胞菌高产铁载体的发酵培养基及其发酵培养方法。

背景技术

植物病害是植物在生物或非生物因子影响下，发生一系列形态、生理和生化上的病理变化，阻碍了植物正常生长、发育进程，从而影响经济效益的现象。目前植物病害的防治主要依赖于化学农药，长期使用容易造成严重的环境污染及生态环境的破坏等一系列问题。生物防治指利用一些有益微生物，对土壤中特定的病原菌产生有害物质，通过产生抗生性次级代谢产物、竞争空间、食物等方式抑制病原菌对植物的侵害。作为植物病害综合防治中的一项重要防治手段，生物防治因其对环境友好的特点得到世界广泛认可。目前，成功应用于植物病害生物防治的微生物涉及真菌、细菌、放线菌等很多生物种群，各种生防微生物的应用，是保护生态环境，实现农业可持续发展的有力保证。

荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）属薄壁菌门假单胞菌科假单胞菌属，在自然界分布广泛，其中相当一部分是植物是植物根际促生菌（Plant Growth PromotingRhizobacteria，PGPR），能够利用根系分泌物中营养物质迅速定殖于植物根围，具有促进植物生长和防治病害的双重作用，因而可用于防治植物病害。研究表明，荧光假单胞菌对植物病害的防治机制包括以下几点：1）抗生素的抑制作用。荧光假单胞菌能产生多种抗生素如吡咯菌素、绿脓菌素、卵菌素A、1-羧基吩嗪、2,4- 二乙酰藤黄酚、藤黄绿脓菌素等，这些抗生素都有一定的特异性和专一性，能够有针对性地抑制不同的植物病害。2）铁载体介导下的抑制作用。3）根部定殖。荧光假单胞菌能在植物根系表面形成均匀的保护层，不能拮抗病原菌的菌株则不产生相应的保护层，因此荧光假单胞菌降低了根系生长期间的感染风险，保护了病原菌的侵染位点。4）产生许多其它具有抗性的次生代谢物，如氰化氢（HCN）、乙二酸、环形脂肽等。5）诱导系统抗性作用。6）溶菌作用。荧光假单胞菌能产生木聚糖酶、溶菌酶和胞外壳聚糖酶及能够分解真菌细胞壁的几丁质酶等。

铁元素不仅参与维持微生物细胞内多相体系的渗透平衡，还是微生物代谢过程中多种酶反应的必要成分，铁元素的缺乏能够限制微生物的生长。由于氧化作用，土壤中的铁大部分以Fe³⁺的形式存在，由于Fe³⁺的溶解度很低，所以在根系微环境下各类生物可直接吸收的可溶铁是很少的。铁载体，又名嗜铁素，是一类由微生物在低铁条件下合成的小相对分子质量的、能特异地螯合Fe³⁺的一种螯合因子。荧光性假单胞菌能分泌高亲和力的铁载体，在低铁环境下，铁载体可以螯合环境中微量的铁元素，通过特异的转运系统将铁转移到体内，不仅可以满足自身的生长需要，还可以使环境中的铁浓度降低，抑制病原微生物的生长繁殖，进而达到控制植物病害的目的。同时，铁载体铁离子络合物也可作为一种铁源被植物利用，促进植物的生长，这些特点使荧光假单胞菌在植物的生物防护中能够发挥重要作用。目前发现的荧光假单胞菌铁载体有假单胞菌素、绿脓菌螯铁蛋白、脓青素等。