枯草芽孢杆菌Q409菌株高产芽孢工艺的优化和芽孢形成的调控研究

发布时间：2022-07-13 18:31

　　枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）是植物根际有益菌株,对多种植物病害具显著的防治作用,且其生物制剂已广泛应用于农业生产,芽孢含量是制剂质量的关键。本研究旨在通过优化、调控发酵工艺,提高芽孢含量,降低生产成本。以菌体干重为指标,通过单因素试验、Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验及Box-Behnken试验优化枯草芽孢杆菌Q409的培养条件为:培养温度37℃、摇床转速200 r/min、接种量10%、培养时间30 h、培养pH 7.0～7.2;优化枯草芽孢杆菌Q409的培养基为:葡萄糖75.88 g/L、玉米浆12.23 g/几、碳酸钙13.19 g/几、硫酸铵5.00 g/几、硫酸镁0.40g/几、硫酸亚铁0.20g/L。优化后枯草芽孢杆菌Q409生物量达13.37 g/L,比优化前提高了 23.91%。通过控制环境条件及培养基成分以促进芽孢生成。菌体发酵30 h后,分别将培养温度由37℃降至20℃、摇床转速由200 r/min降至140 r/min、培养基pH由6.46升至7.5时,60 h终止发酵时芽孢形成率最高,分别为89.23%、85.86%、93.... 

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号和缩略符
第一章 文献综述
    1.1 枯草芽孢杆菌及芽孢简介
    1.2 枯草芽孢杆菌芽孢形成的基因调控机制
        1.2.1 启动芽孢形成的调控机制
        1.2.2 不对称分离过程DNA转移的调控机制
        1.2.3 前芽孢裹吞过程及蛋白质定位的基因调控
        1.2.4 σ转录因子介导的时序性和区室化调控
    1.3 枯草芽孢杆菌同种相食现象
        1.3.1 同种相食现象及其分子调控机制
        1.3.2 枯草芽孢杆菌产毒素细胞的自身免疫机制
        1.3.3 枯草芽孢杆菌同种相食现象的生物意义
        1.3.4 SKF和SDP毒素作为新型生物农药的应用前景
    1.4 枯草芽孢杆菌的生防应用
    1.5 枯草芽孢杆菌发酵工艺的研究进展
        1.5.1 影响枯草芽孢杆菌发酵水平的因素
        1.5.2 提高枯草芽孢杆菌芽孢数的控制方法
    1.6 选题意义、技术路线、研究内容及目标
        1.6.1 选题意义
        1.6.2 技术路线
        1.6.3 研究内容
        1.6.4 研究目标
    参考文献
第二章 响应面法优化枯草芽孢杆菌Q409培养条件及培养基
    2.1 前言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 主要药品与仪器
        2.2.2 菌种
        2.2.3 培养基
        2.2.4 培养及检测方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 培养温度对菌体生物量的影响
        2.3.2 摇床转速对菌体生物量的影响
        2.3.3 接种量对菌体生物量的影响
        2.3.4 培养时间对菌体生物量的影响
        2.3.5 单因素试验筛选培养基种类
        2.3.6 Plackett-Burman试验设计
        2.3.7 最陡爬坡试验
        2.3.8 响应面优化菌体培养基组成
        2.3.9 响应面交互作用分析与优化
        2.3.10 验证实验
    2.4 本章小结
    参考文献
第三章 发酵过程控制对枯草芽孢杆菌Q409芽孢形成的影响
    3.1 前言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 药品、仪器、菌种
        3.2.2 培养基
        3.2.3 实验方法
    3.3 结果与分析
        3.3.1 改变培养温度对枯草芽孢杆菌Q409芽孢形成的影响
        3.3.2 改变溶氧条件对枯草芽孢杆菌Q409芽孢形成的影响
        3.3.3 改变pH条件对枯草芽孢杆菌Q409芽孢形成的影响
        3.3.4 MnCl_2浓度对枯草芽孢杆菌Q409芽孢形成的影响
        3.3.5 MgCl_2浓度对枯草芽孢杆菌Q409芽孢形成的影响
        3.3.6 6-氮尿嘧啶浓度对枯草芽孢杆菌Q409芽孢形成的影响
        3.3.7 添加6-氮尿嘧啶对枯草芽孢杆菌Q409芽孢形成的影响
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 发酵罐中枯草芽孢杆菌Q409高产芽孢的研究
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 菌种
        4.2.2 主要仪器设备
        4.2.3 主要药品与试剂
        4.2.4 主要培养基组分
        4.2.5 培养基
        4.2.6 培养方法
        4.2.7 检测方法
    4.3 结果与分析
        4.3.1 发酵罐中培养基优化前后对细胞数及芽孢数的影响
        4.3.2 分批补料培养对枯草芽孢杆菌Q409细胞数及芽孢数的影响
        4.3.3 连续补料培养对枯草芽孢杆菌Q409细胞数及芽孢数的影响
        4.3.4 添加MnCl_2对枯草芽孢杆菌Q409产芽孢的影响
        4.3.5 添加MgCl_2对枯草芽孢杆菌Q409产芽孢的影响
        4.3.6 改变pH对枯草芽孢杆菌Q409产芽孢的影响
        4.3.7 改变温度对枯草芽孢杆菌Q409产芽孢的影响
    4.4 本章小结
    参考文献
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
附录
    附录1 葡萄糖标准曲线的制作
    附录2 氨基氮标准曲线的制作
    附录3 主要使用仪器及培养基组分
攻读学位期间发表的学术论文目录
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[2]枯草芽孢杆菌的研究与应用[J]. 李明,双宝,李海涛,王晴,高继国.  东北农业大学学报. 2009(09)
[3]细菌素的生物学特性、作用机理和应用[J]. 谢建华,吴锦瑞,张日俊.  饲料工业. 2009(16)
[4]生防枯草芽孢杆菌的研究进展[J]. 李晶,杨谦.  安徽农业科学. 2008(01)
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[8]靛酚蓝-分光光度法测定发酵液中氨态氮含量研究[J]. 梁剑光,朱玲,徐正军.  食品与发酵工业. 2006(09)
[9]枯草芽孢杆菌防治植物真菌病害研究进展[J]. 程洪斌,刘晓桥,陈红漫.  上海农业学报. 2006(01)
[10]枯草芽孢杆菌发酵培养基的优化[J]. 张丽霞,李荣禧,齐俊生,王琦,梅汝鸿.  植物病理学报. 2005(S1)

硕士论文
[1]枯草芽孢杆菌SH7抗菌物质的研究及对烟草青枯病的生物防治作用[D]. 张秀玉.中国农业科学院 2009



本文编号：3660552