芽孢乳酸杆菌抗疫霉活性物质的研究

疫霉属（Phytophthora）中的几类菌可以引发植物病害，包括烂根，颈腐病，树的癌肿病，叶子枯萎，果实腐烂等，给农业生产造成巨大的损失，目前，全球用于防治Phytophthora病害的农药已占杀真菌剂市场的25%。因此，创制抗Phytophthora新农药具有广阔的应用前景。课题组在前期的工作中发现，乳酸菌代谢产物具有拮抗Phytophthora活性，利用体外筛选方法结合体内实验从天津科技大学科技部工业微生物菌株平台子项目菌种库和乳品生物技术与工程教育部重点实验室乳酸菌资源库中筛选得到3株具有强抗疫霉活力的芽孢乳酸杆菌，本项目拟从这些高活性芽孢乳酸杆菌的发酵产物中分离纯化抗疫霉活性物质，并利用LC-MS、NMR等手段对活性物质结构进行鉴定，同时对分离纯化获得的抗疫霉活性物质的特性和抗疫霉机理进行研究，为下一步开发新型天然抗疫霉剂奠定基础。

本项目主要对2株益生芽孢杆菌Bacillus coagulans TQ33 和Bacillus amyloliquefaciens IMAUB1034的抗植物病害真菌活性进行了植物病害实验和从发酵产物中分离纯化抗植物病害真菌活性物质，并利用LC-MS和NMR等手段对活性物质结构进行鉴定。.Bacillus coagulans TQ33 抗植物病害真菌的研究主要研究的是从脱脂奶粉中分离得到的Bacillus coagulans TQ33所产生的活性抗真菌物质对植物病原真菌的抗性及其特征。研究发现Bacillus coagulans TQ33具有很广的抗菌谱，包括甜瓜疫霉菌(Phytophthora drechsleri Tucker)、灰葡萄孢霉菌(Botrytis cinerea)、番茄早疫病菌(Alternaria solani)、甜瓜枯萎病菌(Fusarium oxysporum)和苹果炭疽病菌（Glomerella cingulate）。分别测定pH、温度和蛋白酶对Bacillus coagulans TQ33抗真菌活性的影响。抗菌化合物的部分特征表明抗菌活性可能是因为产生了除蛋白质之外的其他物质，通过Bacillus coagulans TQ33的生物防治效应表明Bacillus coagulans TQ33在抑制植物病原真菌方面有很大的潜力。用薄层色谱（TCL）和柱层析法（CC）分离Bacillus coagulans TQ33产生的抗真菌物质，再用高效液相色谱法、质谱和核磁共振对其结构进行分析，确定其为苯乳酸。苯乳酸对甜瓜疫霉菌的最低抑制浓度是18mg/mL。生物活性的测试显示，苯乳酸对植物病害真菌有很宽的抗菌谱，包括Fusarium oxysporum, Botrytis cinerea, Glomerella cingulata, Penicillium citrinum, Penicillium digitatum 和F. oxysporum。到目前为止，苯乳酸是最引人关注的抗菌化合物，因为它有很广泛和有效的抗真菌和细菌活性。这表明Bacillus coagulans TQ33在生物农药方面具有应用潜能。Bacillus amyloliquefaciens IMAUB1034抗植物病害真菌的研究表明其抗菌物质是表面活性素的类似物。