銀杏內生細菌JX-3最佳生長條件與影響因素
植物內生菌是指那些在植物一生中的某個階段或全部階段,能夠進入植物的組織和器官內部,與植物共同生存,且不會引發植物組織變化的真菌或細菌。但也可能由于植物自身衰老或一些外界條件刺激,內生菌導致植物免疫力下降,進而產生一些病癥[1-3]。內生細菌與植物在長期的進化過程中,形成了一種互利共生的關系,而且有助于植物抵抗惡劣環境,提高植物的生存能力[4]。內生細菌與根際細菌相比,其生存能力更強,抵御一些生物脅迫和非生物脅迫的能力也要強,而且有助于植物對難降解物的降解,有助于生物防治[5-6]。除此之外,植物內生細菌在植物體內有穩定的生存空間,較難受外界環境的影響[7-8]。而且有關植物內生細菌在生防、促生以及固氮作用方面進行了大量研究,證明其有利于生物防治[9-13]。植物內生細菌內有很多植物病原菌的拮抗菌株,而且不同植物種類不同[14-18]。
菌株的生長受許多因素影響,如培養基的pH、溫度、接種量和種齡等。為了提高其生長速度,縮短培養時間,本試驗選取培養時間、溫度、pH和接種量進行單因素試驗來確定菌株的最佳生長條件,再由單因素試驗結果選擇3個影響較大的因素進行正交試驗,根據正交試驗結果獲得更優化的生長條件,從而通過最優的條件培養,獲得JX-3菌株的最大生長量。
1材料和方法
1.1材料
供試菌株為銀杏內生細菌JX-3。將銀杏葉外表面清洗消毒、磨碎,然后涂布于NA固體培養基上,進而挑選單菌落,將其命名為JX-3。
NA培養基為胰蛋白胨5 g,酵母提取物1 g,蔗糖10 g,牛肉膏3 g,蒸餾水1 000 mL,自然pH,121℃高壓蒸汽滅菌20 min。
1.2方法
1.2.1制備種子液將活化好的JX-3菌液吸取2 mL加到裝有100 mL的NA培養基的250 mL三角瓶中,于37℃,220 r/min振蕩培養至對數期,即為JX-3的種子液(OD560值在0.4~0.8即可)。
1.2.2氯化鋁反應用移液槍吸取JX-3種子液50μL點在無菌濾紙上,再對著該點噴灑少量2%的AlCl3乙醇溶液,吹風機吹干后置于紫外燈下觀察。
1.2.3單因素試驗按照接種量、培養基的pH、溫度和培養時間4個條件對JX-3菌株的生長條件進行優化,在600 nm波長下測定菌液的OD值。
設置5個培養時間,分別為1,2,3,4,5 h,將培養的種子液接種于NA液體生長培養基中,總體積為5 mL/管,然后置于30℃,220 r/min搖床中振動培養,分別測定其吸光度(OD560)。
設置5個溫度梯度,分別為40,35,30,25,20℃,接種種子液于NA液體生長培養基中,總體積為5mL/管(4 mL NA液體和1 mL種子液),置于相應溫度、220 r/min搖床中振動培養3 h,分別測定其吸光度(OD560)。
設置5個pH值,即6.0,6.5,7.0,7.5,8.0,將種子液接種于NA液體生長培養基中,總體積為5 mL/管,置于30℃,220 r/min搖床中振動培養3 h,分別測定其吸光度(OD560)。
設置7個接種量,即16%,14%,12%,10%,8%,6%,4%,將培養的種子液接種于NA液體生長培養基中,總體積為5 mL/管,然后置于30℃,220 r/min搖床中振動培養3 h,分別測定其吸光度(OD560)。
接種量=接入種子的體積/接種后培養液的體積
1.2.4正交試驗根據單因素試驗結果,設置正交試驗表,選擇時間、接種量和溫度這3個因素分別做3組水平重復。按照設置的細菌JX-3正交試驗表接種到試管中,每管總體積為5 mL,于220 r/min對應正交溫度下振蕩培養相應時間,并分別測定其吸光度(OD560)。
2結果與分析
2.1氯化鋁反應結果分析
氯化鋁反應發現有黃綠色熒光出現,說明樣品中可能含有黃酮類化合物,即JX-3菌株可以產黃酮類化合物。
2.2不同培養時間對JX-3菌體生長的影響
由圖1可知,培養時間為4 h時,所獲得菌液的OD值最大,為0.843,說明培養時間為4 h時內生菌JX-3的生長效果最好。
2.3不同溫度對JX-3菌體生長的影響
由圖2可知,當溫度為35℃時,所獲得菌液的OD值最大,為0.779,說明35℃時內生菌JX-3的生長效果最好。
2.4不同pH值對JX-3菌體生長的影響
從圖3可以看出,當pH值為7.0時,所獲得菌液的OD值最大,為0.694,說明在pH值7.0時內生菌JX-3的生長效果最好。
2.5不同接種量對JX-3菌體生長的影響
從圖4可以看出,接種量為12%時,所獲得菌液的OD值最大,為0.635,說明接種量為12%時內生菌JX-3的生長效果最好。
2.6正交優化試驗
由表1可知,細菌JX-3的R值排序為:時間>pH>接種量,所以,JX-3的最佳生長條件為:培養時間5 h,pH值7.0,接種量8%。
表1銀杏內生細菌JX-3生長的正交試驗結果
3討論
銀杏內生細菌對銀杏的生長發育有重要的作用,本試驗獲得了銀杏內生細菌JX-3的最優生長溫度、pH和接種量。關于內生細菌與植物之間的互利關系還需要更深入的研究,更清楚準確的機制進而解釋這種關系。