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多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)Cp-S316是本实验室从泰山土壤中分离并鉴定的一株拮抗细菌(GenBank登录号:AY292989)。该菌株抗菌谱广,对多种动植物病原细菌和真菌具有较强拮抗作用,发酵性状优异,能产生多组分的环肽类抗细菌活性物质,同时能产生抗真菌的活性物质,而且,发酵配方不同,两类活性物质的产量差异很大。本实验室已对抗细菌活性物质进行了分离纯化并鉴别了其结构。本研究对Cp-S316产生抗真菌活性物质的发酵条件及其发酵配方进行了优化,分离纯化了抗真菌活性物质,并对抗真菌活性物质的理化性质和相关的生物学特性进行了研究,主要内容如下:1通过摇瓶培养,研究了环境条件和营养对Cp-S316产生抗真菌活性物质的影响。通过单次单因子试验确定了摇瓶发酵培养基的最佳碳源,氮源,碳氮配比,无机盐及发酵条件。培养基优化过程中,在单因素分析的基础上,首先运用部分因子试验分析了培养基组分乳糖、蛋白胨、硝酸钠和硫酸镁对菌株产生活性物质的影响,结果表明四种组分均为主要影响因子,其中蛋白胨、硫酸镁为正效应,乳糖和硝酸钠为负影响。第二步用最陡爬坡路径逼近最大响应区域,最后用中心组合设计和响应面分析,确定了主要影响因子的最佳浓度。最佳发酵培养基配方为:乳糖12.29g、蛋白胨17.53g、硝酸钠0.39g、硫酸镁4.52g、土豆100g、水1L。最佳发酵条件为:种龄20h、接种量2%(v/v)、摇瓶装液量50mL/250mL、发酵温度30℃、初始pH6.3-6.5、培养时间48h。运用最佳发酵培养基和最佳发酵条件摇瓶发酵,发酵液的效价达到了4687.709μg/mL,比单次单因子优化后发酵液效价提高25.86%,较基础培养基发酵液效价提高305.04%。2抗真菌活性物质的分离纯化。研究了3种大孔吸附树脂对活性物质的吸附、解吸性能,对吸附、解吸性能较好的树脂,进一步筛选了其最佳解吸剂。结果表明,大孔吸附树脂X-5对活性物质的吸附及解吸性能最好,其吸附量为4.815×104μg/g,最佳解吸剂为0.01mol/LHCl-70%乙醇,以解吸剂∶树脂=2∶1(v/m)静态解吸,解吸率达94.28%。活性物质解吸液经旋转蒸发、冷冻干燥以后,进一步经过丙酮处理,DEAE Sepharose FF离子交换柱层析,CM Sepharose FF离子交换柱层析,0~0.5mol/LNaCl梯度洗脱得到一个活性物质洗脱峰,收集活性物质溶液,冷冻干燥浓缩后,进行Sephadex G50分子筛层析,得到活性物质的中间纯化物。利用RP-HPLC进行活性物质的精制,活性物质的最佳制备色谱条件为:乙腈∶0.1%三氟乙酸水溶液=23∶77(v/v);色谱柱SinoChrom ODS-BPC18柱(300×10.0mm,10μm),流速2.0mL/min,柱温30℃,进样量200μL。在此色谱条件下,分离得到保留时间(Rt)为20.19min的一个抗真菌活性物质组分。3抗真菌活性物质的理化性质与生物学性质。活性物质对热稳定,100℃加热100min或者121℃热处理20min活性不变;活性物质在pH4-7时,保持较高活性,对碱敏感;对紫外线稳定,对胰蛋白酶和蛋白酶K具有较强的耐受性,对氯仿部分敏感。经活性物质处理过的烟草赤星病菌菌丝生长受到强烈抑制,菌丝细短,生长杂乱,且易于断裂,部分菌丝透明,原生质体发生凝集或外溢。活性物质对家蚕的生长发育无不良影响,对家蚕安全。