苏云金芽孢杆菌生物杀虫剂发酵生产因素及其工艺选择.pdf

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1、生态环境学报2010，l9(6)：1471—1477http：／／www．jeesci．COrnEcologyandEnvironmentalSciencesE—mail：editorieesci．com苏云金芽孢杆菌生物杀虫剂发酵生产的影响因素及其工艺选择常明1,2，孙启宏，周顺桂乙。，倪晋仁1．中同环境科学研究院，北京100012；2北京大学环境工程系／／教育部水沙科学重点实验室，北京100873．广东省农业环境综合治理重点实验室／／广东省生态环境与土壤研究所，广州510650摘要：化学杀虫剂的长期使用给生态环境造成了严重

2、破坏，也使害虫种群的抗药性日益提高，生物杀虫剂以其“绿色环保”的特点引起人们的广泛关注。其中，苏云金芽孢杆菌(Bacillusthuringiensis)制剂是目前世界上产量最大、应用最广的生物杀虫剂。它对鳞翅目、双翅日、鞘翅目、螨类等许多有害昆虫有毒杀作用，而对人类、动物和农作物无害。长期以来，人们一直致力于苏云金芽孢杆菌发酵过程的研究，以期获得高毒效的生物杀虫剂产品。本文首先对苏云金芽孢杆菌发酵生产的各种影响因素进行了综合分析，将影响因素分为培养条件和培养基组分两类，得}}}最佳培养条件为温度：(30~1)~C，pH：7．

3、0+0．1，搅拌速度：400～600r·min～，通气量：1：0．6～1．2(发酵培养基体积与每分钟通入空气的体积之比)，接种时间：对数期初；最佳培养基配比为碳氮比：8～】0：1，无机盐含量：KH2PO4或K2HPO4为0．075％～0．2％；MgS04·7H2O为0．075％～03％；CaCO3为0．075％～0．15％；MnS04"H2O、FeSO4．7H2O各为0．002％。其次，对当前研究与工业化生产中的各种发酵工艺进行了评述，总结了现有发酵工艺的优缺点。在现有研究基础上，降低培养基原料成本、改进发酵工艺和采用基因学手

4、段构建高效工程菌株将成为未来研究热点。关键词：苏云金芽孢杆菌；生物杀虫剂；培养条件；培养基；发酵工艺中图分类号：X172文献标识码：A文章编号：1674．5906(2010)06—1471-07苏云金芽孢杆菌(Bacillusthuringiensis，Bt)简幼虫肠上皮细胞膜的专一受体结合，导致膜穿孔，称苏云金杆菌，是一类能在代谢过程中产生芽孢和肠道内溶物渗入血腔，同时芽孢趁机侵入增殖，引伴孢晶体的革兰氏阳性细菌，其制剂是目前世界上起足以致死的败血症，导致昆虫全身麻痹或痉挛而产量最大的微生物杀虫剂_JJ。白1901年日本学者

5、石死_4J。近几十年来，人们对Bt的发酵生产展开了大渡繁胤(Ishiwata)从病死家蚕中分离出第一株苏云量研究，并已形成了较为成熟的生产工艺。本文提金芽孢杆菌以来，全世界已分离出了71个血清型炼了国内外众多研究者的实践经验，希望通过对发86个亚种。其杀虫谱已由无脊椎动物节肢动物门中酵影响因素的分析与发酵工艺发展的探讨为Bt生的鳞翅目扩大到双翅目、鞘翅目、直翅目等9个目物杀虫剂的进一步开发与应用提供参考。的昆虫；同时还发现对螨类、线形动物门中的动植1苏云金杆菌发酵生产的影响因素物寄生线虫、原生动物门中的鞭毛虫、变形虫和草1．1

6、培养条件履虫以及扁形动物门中的扁虫、吸虫、绦虫等有特1．1．1温度异毒性的菌株j。目前不少亚种已被成功应用于农Bt的生长代谢与温度密切相关。温度直接影响业，用来防治粮食作物、蔬菜、棉花、大豆、烟草、细胞内酶的形成与活性，关系到细胞对营养物质的果树等多种害虫。吸收与利用，并影响到菌体数量与伴孢晶体质量。Bt制剂的主要杀虫活性成分是伴孢晶体(亦大量研究表明，Bt的最适生长温度为28~32℃，发称杀虫晶体蛋白或一内毒素)。杀虫晶体蛋白酵时温度过高，会导致Bt毒素基因丢失或蛋白失活，(InsecticideCrystalProtein

7、s，ICPs)可占培养物生毒效降低；温度过低，则生长缓慢，发酵周期延长I引。物量总干重的20％～30％，分子量在27～150kDa另外，细胞生长最适温度与晶体蛋白中各基因合成之间J。Bt的杀虫机制为：伴孢晶体被昆虫吞食后，的最适温度有时会存在一定差异。MelekOzkan等人在中肠的碱性环境和蛋白酶的作用下一内毒素被分考查了温度对Btsubsp．israelensisHD500蛋白基因解与激活，成为具有杀虫活性的毒性肽。毒性肽与合成的影响，结果发现Cry4Ba在25℃时含量最高，基金项目：广东省教育部产学研结合资助项目(200

8、6D90704OO1)；粤港关键领域突破资助项目(2008A03O7OO004)作者简介：常~fJ(1981年生)，女，博士，主要从事固体废弃物处理与污染控制方面的研究。E-mail：changming@craes．org．cn通信联系人，E-mail：nijinren@ie