本发明属于菌种共培养,具体涉及一种生防酵母菌和生防芽孢杆菌的共培养方法及共代谢产物和用途。
背景技术:
1、植物病原微生物和腐败微生物是引起的采后果实侵染性病害的重要原因,不仅造成园艺产品品质劣变和经济损失,而且某些采后病原菌会产生有毒的真菌毒素,从而危害对人类健康。因此,如何有效控制园艺产品采后病害的发生已逐渐成为果蔬保鲜领域的研究热点。目前,果蔬采后病害防治策略主要有物理、化学和生物技术,包括低温贮藏、气调贮藏、热处理、高压静电场、辐照技术、可食性涂膜、臭氧处理、化学杀菌剂、天然提取物以及生防微生物等。其中,化学杀菌剂对采后病害的防控是最直接有效的。然而,频繁使用化学合成杀菌剂会导致病原菌产生抗药性,并且造成果蔬中农药残留超标,污染生态环境,危害人类的健康。因此,为了减少或替代化学杀菌剂的使用,许多研究都在致力于探索新颖高效、生物安全和环境友好的病害防治技术,这对于保证食品质量和安全具有重要的意义。
2、生物防治是近年来新兴的一种采后保鲜策略,主要是利用对植物有益的微生物以及其产生的一系列次级代谢产物,来抑制或杀死有害微生物,从而减少果实病害发展速率。采后病害的生物防治研究不仅限于微生物之间的拮抗作用,还包括生防菌、病原菌、果蔬自身以及环境之间的相互作用,通过改变微环境的平衡,从而抑制病原菌在此微生态系统中的生长繁殖,以达到防治病害的目的。目前,许多国内外研究者已经从自然界中分离得到多种生物防治菌株,并在果蔬采后病害防治中得到广泛应用。其中生防酵母菌和生防芽孢杆菌是重要的农业和工业微生物,已被证明是控制园艺产品采后病原真菌的安全有效的生防菌,在未来食品领域展现出巨大的应用潜力。
3、然而,单一生防菌株在使用中仍存在抑菌谱窄、抗逆性差、抑菌效果不理想等缺点,尚未满足商业化生产和应用的条件。因此,有必要开发出一种促进生防酵母菌和生防芽孢杆菌的共培养方法,以提高生防菌株及其发酵液的抑菌活性,解决或减轻上述一个或多个问题。目前,为克服单一生防菌株的局限性,可以将亲缘关系较远且互不拮抗的生防菌株混合使用,促进各菌株发挥其特有的生防效力,拓宽其抑菌谱,增强生防稳定性,实现功能互补。此外,在常规的培养条件下,微生物某些次级代谢物质的生物合成基因簇是处于沉默状态,通过微生物共培养使各菌株充分接触,不仅能增强细胞间交叉喂养相互作用,而且可能会激活某些隐性基因簇的表达,诱导产生新的次级代谢物质,从而为新型生物防治剂的开发和采后果实病害的生物防治提供更多选择。经检索,并未有关生防酵母菌和生防芽孢杆菌共培养的报道。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种生防酵母菌和生防芽孢杆菌的共培养方法及共代谢产物和用途。
2、本发明的目的通过以下技术方案来实现:一种生防酵母菌和生防芽孢杆菌的共培养液,包括以下浓度的原料:葡萄糖15~23g/l,胰蛋白胨17~25g/l,磷酸氢二钾2.5~3.5g/l,所述共培养液的初始ph值为7~8。
3、作为优选技术方案,包括以下浓度的原料:葡萄糖17.8g/l,胰蛋白胨20.19g/l,磷酸氢二钾3.09g/l,所述共培养液的初始ph值为7.5。
4、一种生防酵母菌和生防芽孢杆菌的共培养方法,它包括以下步骤:
5、s1.制备共培养菌液:取生防酵母菌和生防芽孢杆菌,分别用无菌水稀释至菌液的浓度均为0.8~1.2×108cfu/ml;稀释后将两种菌液等体积混合均匀,得共培养菌液;
6、s2.共培养:将制备的共培养菌液接种于上述的共培养液中进行共培养,所述共培养菌液的接种量为1.5~2.5%,共培养的转速为150~220rpm,共培养温度为25~35℃,共培养时间为30~40h。
7、值的说明的是,在步骤s1中可以是生防酵母菌y-1和生防芽孢杆菌te-7的真空冷冻干燥粉末,加入无菌水后分别接种于ypd和lb培养基中进行两代活化处理。之后,分别挑取活化后的菌株,用无菌水制备成一定浓度菌悬液;也可以直接取分离出的菌株。
8、进一步地,所述生防酵母菌为生防酵母菌y-1,分类命名的拉丁文名称为debarvomvces hansenii,保藏于广东省微生物菌种保藏中心,保藏编号为gdmccno.64054,保藏日期为2023年11月23日;所述生防芽孢杆菌为生防芽孢杆菌te-7,分类命名的拉丁文名称为bacillus atrophaeus,保藏于广东省微生物菌种保藏中心,保藏编号为gdmcc no.64055,保藏日期为2023年11月23日。
9、进一步地,步骤s2中所述共培养的转速为180rpm,温度为30℃,共培养时间为36h;共培养菌液的接种量为2%。
10、上述的方法制备的生防酵母菌和生防芽孢杆菌共代谢产物。
11、上述的共代谢产物在制备防治荔枝霜疫霉菌或/和芒果胶胞炭疽菌的生物制剂中的用途。
12、进一步地,所述共代谢产物抑制荔枝霜疫霉菌和芒果胶胞炭疽菌的菌丝生长。
13、进一步地,所述共代谢产物抑制采后果实荔枝霜疫霉菌和芒果胶胞炭疽菌病斑直径的增大。
14、本发明具有以下优点:本发明公开了一种生防酵母菌和生防芽孢杆菌培养基及共培养方法,在基础培养基前提下,以共培养发酵液对荔枝霜疫霉菌的抑菌率为评价指标进行单因素实验,确定复合生防菌的液体培养条件,并进一步筛选出复合生防菌共培养基的最适碳源、氮源和无机盐组分。利用design-expert 13软件对单因素实验设计筛选出的关键组分进行box-behnken design响应面优化,从而获得生防酵母菌y-1和生防芽孢杆菌te-7的最佳共培养基。通过实验发现,优化后的共培养发酵液实际抑菌率可达68.73%,与理论值68.29%相近,并且是基础培养基共培养发酵液抑菌率的1.38倍。体外抑菌实验表明,相比于单一生防菌发酵液,生防酵母菌和生防芽孢杆菌的共培养发酵液显著抑制了采后荔枝霜疫霉菌和芒果胶胞炭疽菌的菌丝生长。此外,体内抑菌实验表明,相比于无菌水处理,单一和复合生防菌发酵液均不同程度地抑制了采后果实病斑直径的增大,并且以复合生防菌的抑制效果最为显著。通过以上结果得出本发明提供的复合生防菌共培养方法可有效提高生防酵母菌和生防芽孢杆菌的生长水平,通过影响微生物之间的相互交流,进一步刺激或促进隐性基因簇的表达,诱导产生新的次级代谢物质,从而增强共培养发酵液的生防能力。本发明为生防酵母菌和生防芽孢杆菌的共培养体系构建和研究提供了可行性指导,同时也为果实采后病害的生物防治领域提供了一种新方法。
1.一种生防酵母菌和生防芽孢杆菌的共培养液,其特征在于,包括以下浓度的原料:葡萄糖15~23g/l,胰蛋白胨17~25g/l,磷酸氢二钾2.5~3.5g/l,所述共培养液的初始ph值为7~8。
2.如权利要求1所述的一种生防酵母菌和生防芽孢杆菌的共培养液,其特征在于,包括以下浓度的原料:葡萄糖17.8g/l,胰蛋白胨20.19g/l,磷酸氢二钾3.09g/l,所述共培养液的初始ph值为7.5。
3.一种生防酵母菌和生防芽孢杆菌的共培养方法,其特征在于,它包括以下步骤:
4.如权利要求3所述的一种生防酵母菌和生防芽孢杆菌的共培养方法,其特征在于,所述生防酵母菌为生防酵母菌y-1,保藏于广东省微生物菌种保藏中心,保藏编号为gdmccno.64054,保藏日期为2023年11月23日;所述生防芽孢杆菌为生防芽孢杆菌te-7,保藏于广东省微生物菌种保藏中心,保藏编号为gdmcc no.64055,保藏日期为2023年11月23日。
5.如权利要求3所述的一种生防酵母菌和生防芽孢杆菌的共培养方法,其特征在于,步骤s2中所述共培养的转速为180rpm,温度为30℃,共培养时间为36h;共培养菌液的接种量为2%。
6.如权利要求3-5中任一所述的方法制备的生防酵母菌和生防芽孢杆菌共代谢产物。
7.如权利要求6所述的共代谢产物在制备防治荔枝霜疫霉菌或/和芒果胶胞炭疽菌的生物制剂中的用途。
8.如权利要求7所述的用途,其特征在于,所述共代谢产物抑制荔枝霜疫霉菌和芒果胶胞炭疽菌的菌丝生长。
9.如权利要求7所述的用途,其特征在于,所述共代谢产物抑制采后果实荔枝霜疫霉菌和芒果胶胞炭疽菌病斑直径的增大。