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嗜线虫致病杆菌在与线虫、昆虫相互作用的过程中,产生种类丰富的代谢产物,是一种重要的生物资源。嗜线虫致病杆菌由侵染期的斯氏线虫携带进入昆虫寄主体内,主要在昆虫血淋巴中繁殖,昆虫血淋巴中携带较高的自由氨基酸、碳水化合物和无机盐浓度,这就迫使菌体的生长及抑菌活性物质产生不得不处于较高的渗透压环境中。嗜线虫致病杆菌代谢产物产生与外界环境条件(温度、pH等)密切相关,环境渗透压作为一种重要的环境因子,影响微生物细胞的生长及产物合成,但渗透压对YL001的影响却鲜有报道。本研究以前期分离鉴定的一株具有较高抑菌活性的嗜线虫致病杆菌Xenorhabdus nematophila YL001为材料,考察了渗透压对X.nematophilus YL001的生理代谢特性、抑菌活性及抑菌活性物质Nematophin、Xcns产生的影响,并通过添加外源相容性溶质进一步明确渗透压对YL001发酵特性的影响,为菌种利用打下坚实的理论基础。初步研究结果如下:1、以NaCl为渗透压调节物质,对NaCl浓度为0、5、10、20、30、40 g/L条件下YL001的生长、抑菌活性及抑菌活性物质的产生进行测定。结果表明,当NaCl浓度为0 g/L时,菌体生物量最大,分别是NaCl浓度为5,10,20,30,40 g/L的1.01,1.13,1.50,1.85,2.98倍;随着NaCl浓度的增大,发酵上清液及甲醇提取物的抑菌活性逐渐下降。NaCl浓度为0 g/L时,YL001发酵上清液及甲醇提取物对枯草芽孢杆菌的抑菌圈直径分别达到21.83和21.17 mm,均显著高于其他处理,同时,发酵液对水稻稻瘟病菌、番茄灰霉病菌、苹果树腐烂病菌、苹果轮纹病菌、水稻纹枯病菌抑制率均高于85%,较NaCl为40 g/L时分别提高了0.26,1.74,0.12,2.02,1.06倍;NaCl浓度0 g/L时,YL001发酵上清液及其甲醇提取物对番茄灰霉病的保护效果分别达到68.98%和63.26%,较NaCl为40 g/L时分别提高了76.06%、318.94%,对番茄灰霉病的治疗效果分别为43.37%和44.18%,较NaCl为40 g/L时分别提高了671.71%、197.31%;NaCl浓度0 g/L时,Nematophin的含量为13.84 mg/L,分别是5、10、20、30、40g/L条件下的1.37、1.63、2.59、5.47、8.82倍;XCN1相对含量在NaCl浓度0 g/L时最大,分别是NaCl浓度为5、10、20、30、40 g/L条件下的1.26、1.98、3.84、7.69、28.55倍。2、盐胁迫条件下,相容性溶质L-脯氨酸会影响YL001菌体生长、抑菌活性及抑菌活性物质的产生。在盐胁迫(NaCl浓度为0、5、10、20、30、40 g/L)处理的TSB培养基中添加50 mmol的相容性溶质L-脯氨酸,YL001菌体生长量分别较未添加L-脯氨酸时提高71.14%、67.74%、83.33%、234.48%、219.23%、93.75%;加入L-脯氨酸后,YL001对枯草芽孢杆菌的抑菌活性分别提高18.08%、19.97%、24.20%、22.22%、34.93%、50.12%;NaCl浓度低于10 g/L时,L-脯氨酸可促进Nematophin的产生,其中NaCl浓度为0、5、10 g/L时,Nematophin的积累较未添加L-脯氨酸时分别提高了85.06%、38.40%、27.72%;NaCl浓度为0、10、30 g/L时,添加L-脯氨酸可减少XCN1的产生,XCN1相对含量分别较未添加L-脯氨酸时下降44.09%、35.30%、3.69%。3、以山梨醇为渗透压调节物质,对山梨醇浓度为0,125,250,500,750,1000mmol/L条件下YL001的生长、抑菌活性及抑菌活性物质的产生进行测定。结果表明,菌体生长量随山梨醇浓度的增大先升高后下降,在500 mmol/L时到达最大,较山梨醇浓度为0、1000 mmol/L时分别提高21.43%、134.48%,同时对枯草芽孢杆菌的抑菌活性也到达最大,较山梨醇浓度为0、1000 mmol/L时分别提高54.46%、14.16%;Nematophin的积累量则随着随山梨醇浓度的增大而降低,山梨醇浓度0 mmol/L时,Nematophin含量最高,为13.68 mg/L;XCN1的相对含量也随山梨醇浓度的增大而呈现出先升高后下降的趋势,在山梨醇浓度250 mmol/L时达到最大,较山梨醇浓度0mmol/L、1000 mmol/L时分别提高54.12%、48.87%。4、山梨醇浓度小于500 mmol/L时,添加L-脯氨酸可促进YL001的生长,山梨醇浓度为0、125、250、500 mmol/L时,加入L-脯氨酸菌体生长量分别提高92.85%、66.13%、47.69%、13.24%;山梨醇浓度小于250 mmol/L时,添加L-脯氨酸可提高YL001的抑菌活性,山梨醇浓度为0、125 mmol/L,添加L-脯氨酸后对枯草芽孢杆菌的抑菌活性分别增加了23.57%、34.82%;山梨醇浓度小于250 mmol/L时,添加L-脯氨酸可促进Nematophin的产生,山梨醇浓度为0、125、250 mmol/L时Nematophin产量分别较未添加L-脯氨酸时提高32.16%、12.58%、9.54%;在山梨醇胁迫下,添加L-脯氨酸可减少XCN1的产生,山梨醇浓度为0、250、1000 mmol/L时,XCN1的相对含量分别较未添加L-脯氨酸时下降8.06%、3.97%、1.34%。5、通过5L发酵罐对不同渗透压条件下YL001发酵动力学进行分析,结果表明,NaCl浓度为0 g/L时,细胞干重与平均比生长速率分别为18.08 g/L和0.027 h-1,分别较30 g/L时提高2.32、2.52倍;同时,Nematophin的含量及其平均比合成速率分别为15.17 mg/L和0.030 h-1,分别较30 g/L时提高4.34、2.00倍;NaCl浓度为0 g/L时,抑菌活性为330.0 U/mL,较10、20、30 g/L时分别增加30.28%、45.57%、519.14%,同时XCN1的相对含量较10、20、30 g/L时分别提高0.07、1.37、50.28倍。