常凡凡,黃海巖,藺國珍,劉新宇,趙天宇,李鳳迪,蔡葵蒸
(西北民族大學 生命科學與工程學院,甘肅 蘭州 730030)
食線蟲真菌是線蟲的天敵,廣泛分布于土壤、動物糞便及堆肥等各種基質(zhì)中。根據(jù)食線蟲真菌殺蟲機制的不同,將其劃分為捕食線蟲性真菌(nematode-trapping fungi)、機會性真菌(opportunistic fungi)、內(nèi)寄生性真菌(endoparasitic fungi)和產(chǎn)毒性真菌(toxin-producing fungi)4種類型[1]。其中捕食線蟲性真菌是食線蟲真菌中最常見且研究最多的一類,其以形成各種捕食器為特征,如三維黏性網(wǎng)、黏性球、收縮性環(huán)以及非收縮性環(huán)等;其他類型食線蟲真菌通過內(nèi)寄生性孢子進入線蟲體內(nèi)或粘附在線蟲卵上等方式發(fā)揮殺線蟲作用。大多數(shù)食線蟲真菌在有機物質(zhì)存在的情況下營腐生生活,一旦有線蟲出現(xiàn),它們即通過殺死線蟲來提供自身生長和繁殖所需營養(yǎng),因而食線蟲真菌在調(diào)節(jié)土壤線蟲動態(tài)中發(fā)揮著重要的生態(tài)作用[2-3]。
Linford[4]于1937年首次利用食線蟲真菌對植物根結(jié)線蟲進行了生物防治研究。此后隨著農(nóng)藥的大量使用,農(nóng)業(yè)線蟲對藥物的耐藥性日益嚴重,人們對食線蟲真菌的分離、篩選和培育進行了大量研究,并應用于植物寄生線蟲的防治。目前,已有食線蟲真菌厚垣孢普可尼亞菌(Pochoniachlamydosporia)和淡紫擬青霉(Paecilomyceslilacinus)等菌株的商品化制劑用于植物寄生線蟲的防治[5]。在動物寄生線蟲方面,曾將食線蟲真菌制劑施用于牧場,但由于需用大量的生防制劑,極大地提高了應用成本,使得食線蟲真菌在動物寄生線蟲防治中的應用遠遲滯于農(nóng)業(yè)線蟲。若能將食線蟲真菌制劑作為動物飼料添加劑使用,真菌則可通過動物的消化道隨糞便排出,在糞便中萌發(fā)并殺死糞便中的幼蟲,從而達到在生產(chǎn)中應用的目標。然而動物消化道中蛋白質(zhì)酶和胃酸的存在,使得多數(shù)食線蟲真菌孢子或菌絲體在通過消化道時被滅活,從而失去殺蟲活性。Larsen等[6]發(fā)現(xiàn),食線蟲真菌Duddingtoniaflagrans能夠通過動物消化道而不喪失活性。該菌的特征是能夠產(chǎn)生大量的雙層厚壁厚垣孢子,這種孢子是菌絲發(fā)育老化后由細胞內(nèi)的原生質(zhì)體濃縮所形成,對外界逆性環(huán)境及動物的消化道有較強的抵抗力[7]。因此,厚垣孢子作為生防制劑的有效成分而使用在動物飼料添加劑中。眾多研究表明,D.flagrans為動物寄生線蟲生物防治的菌種,無論是在實驗室還是田間條件下,均能有效減少線蟲感染性幼蟲(L3)的數(shù)量[8-10]。用含有D.flagrans的制劑飼喂家養(yǎng)動物(綿羊、山羊、牛、馬等)后,消化道線蟲L3在牧場上的散播顯著減弱[11-12];以高劑量制劑飼喂試驗動物,不但未見任何副作用,且有促進生長和增加體質(zhì)量的效果[13]。近年來,Healey等[14-15]注冊了用澳大利亞D.flagrans分離株(IAH1297)研制成的顆粒制劑,并對放牧動物(綿羊、山羊、馬、牛)寄生線蟲的防治效果分別進行田間跟蹤,同時對牧場L3的減少進行了田間評估。此外,人們對其他食線蟲真菌,如奇妙節(jié)叢孢(Arthrobotrysthaumasia,同物異名Monacrosporiumthaumasium)亦進行了較多的研究[16],但與D.flagrans相比,其他真菌產(chǎn)生的厚垣孢子較少而難以進行生產(chǎn)應用。本課題組于2012年在國內(nèi)首次分離得到13株D.flagrans,對分離株進行了形態(tài)學、體內(nèi)外殺蟲試驗[7,10],在此基礎(chǔ)上研制了海藻酸鈉包埋顆粒和粉劑,這些制劑在常溫下可以有較長的貨架期[17],且在3個地區(qū)的田間試驗均表明,其對綿羊糞便和牧場上L3的減少是有效的[18]。
D.flagrans作為家養(yǎng)動物寄生線蟲生物防治中最有應用前景的候選菌種,在固體培養(yǎng)基(如玉米、大麥)中能夠產(chǎn)生大量的厚垣孢子,但在實踐中難以大規(guī)模生產(chǎn)。液體發(fā)酵由于成本較低且易于操作,是生產(chǎn)生物制劑的主要方式之一,但該菌通過液體培養(yǎng)后產(chǎn)生厚垣孢子量少且不成熟,因此有必要對培養(yǎng)過程中的相關(guān)指標進行研究。有研究表明,溫度、pH及營養(yǎng)要素對D.flagrans的生長均有一定的影響[19-20],但到目前為止,有關(guān)不同營養(yǎng)要素及其比例對D.flagrans生長和厚垣孢子形成的影響研究很少。為此,本研究通過監(jiān)測D.flagrans在液體培養(yǎng)中pH值、產(chǎn)孢量、菌絲干質(zhì)量及OD值的動態(tài)變化,以及生產(chǎn)中常用的幾種碳源、氮源、維生素、無機鹽以及不同碳氮比對菌絲平均生長速率和厚垣孢子產(chǎn)量的影響,以期確定最佳的菌絲生長和厚垣孢子產(chǎn)量的營養(yǎng)成分組合,為將來D.flagrans菌絲體和厚垣孢子的規(guī)?;a(chǎn)提供依據(jù)。
D.flagransF088菌株(基因庫登錄號:KU881774.1),分離自黑龍江省某羊群糞便,保存于玉米粉瓊脂(CMA)斜面培養(yǎng)基中,由西北民族大學生命科學與工程學院寄生蟲學實驗室保藏。
1.2.1D.flagransF088的液體培養(yǎng)及相關(guān)指標檢測 稱取紅糖30 g、蛋白胨2.5 g、KH2PO45 g、MgSO40.5 g,去離子水定容至1 000 mL,pH調(diào)至6.5,分裝入500 mL三角錐形瓶(100 mL/瓶)中,于121 ℃滅菌。待培養(yǎng)液溫度降至室溫后,將在馬鈴薯葡萄糖瓊脂(PDA)培養(yǎng)皿上活化的D.flagransF088菌株,用直徑6 mm打孔器取末端菌塊8塊至每瓶培養(yǎng)液中,置于28 ℃、200 r/min搖床中培養(yǎng),培養(yǎng)2 d后,每天取樣1次,檢測各指標,共測7次。設(shè)置3次重復。
pH采用pHS-3C數(shù)顯酸度計(上海宇隆儀器有限公司生產(chǎn))測定;厚垣孢子產(chǎn)量采用血球計數(shù)板計數(shù)法測定;OD600采用紫外可見分光光度計測定,波長600 nm;測定菌絲干質(zhì)量時,每天每瓶取10 mL液體于5 000 r/min離心20 min,棄上清用濾紙過濾,無菌水清洗4次,置鼓風干燥箱中于75 ℃干燥至恒質(zhì)量。
1.2.2 不同碳源對D.flagransF088厚垣孢子產(chǎn)量與菌絲平均生長速率的影響 稱取瓊脂粉20 g,蛋白胨4 g,加去離子水定容至1 000 mL,分別加入碳源葡萄糖、蔗糖、肌醇、可溶性淀粉、甘油、白糖、紅糖20 g(pH 6.5),以不加碳源為對照,121 ℃ 滅菌后倒培養(yǎng)皿備用。試驗時取在PDA培養(yǎng)皿中生長時間和長勢一致的菌種,用打孔器從菌落邊緣切下直徑6 mm的接種物,接種于各培養(yǎng)皿中央,置于28 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng),相對濕度保持在95%。從接種后的第2 天起,每天定時用游標卡尺從培養(yǎng)皿的背面十字交叉法測量菌落直徑,連續(xù)測定4 d(因第5 天時部分培養(yǎng)皿已鋪滿菌絲),記錄和計算每個培養(yǎng)皿中菌絲的平均生長速率,菌絲平均生長速率=菌落半徑(mm)/生長時間(d)。待菌生長15 d后,將培養(yǎng)皿中的菌絲體輕輕用1 mL體積分數(shù)0.05%吐溫-80洗下,移到1.5 mL塑料管中,在渦流混合器上振蕩15 min,使孢子充分分散在懸浮液中。將孢子懸液適當稀釋后取1 μL滴入血球計數(shù)板凹槽中,400倍顯微鏡下對5個方格內(nèi)的厚垣孢子進行計數(shù),每個培養(yǎng)皿取3次計數(shù)平均值,計算厚垣孢子產(chǎn)量(厚垣孢子產(chǎn)量=每個培養(yǎng)皿中孢子總數(shù)/菌絲生長面積)。每個處理設(shè)置3組重復。
1.2.3 不同氮源對D.flagransF088厚垣孢子產(chǎn)量與菌絲平均生長速率的影響 稱取瓊脂粉20 g,葡萄糖20 g,加去離子水定容至1 000 mL,分別加入氮源尿素、蛋白胨、大豆蛋白胨、干酪素、氯化銨、硝酸鉀4 g(pH 6.5),以不加氮源為對照,按照1.2.2節(jié)方法測定各培養(yǎng)基中的菌絲平均生長速率和厚垣孢子產(chǎn)量。每個處理設(shè)置3組重復。
1.2.4 不同碳氮比對D.flagransF088厚垣孢子產(chǎn)量與菌絲平均生長速率的影響 稱取瓊脂粉20 g,加去離子水定容至1 000 mL,加入葡萄糖作為唯一碳源,硝酸鉀為唯一氮源。在硝酸鉀(4 g/L)不變的基礎(chǔ)上,通過添加葡萄糖的量調(diào)整碳氮比分別為1∶40,1∶20,1∶10,1∶5,1∶1,5∶1,10∶1,20∶1和40∶1,按照1.2.2節(jié)方法測定菌絲平均生長速率和厚垣孢子產(chǎn)量。每個處理設(shè)置3組重復。
1.2.5 不同維生素和無機鹽對D.flagransF088厚垣孢子產(chǎn)量與菌絲平均生長速率的影響 稱取瓊脂粉20 g,蛋白胨4 g,葡萄糖20 g,加去離子水定容至1 000 mL,分別添加 VB1、VB6、VB1210 mg,進行維生素試驗;分別添加無機鹽MgSO4、CaCl2、NaCl、KH2PO41 g,進行無機鹽試驗,以不加維生素和無機鹽為對照,按照1.2.2節(jié)方法測定菌絲平均生長速率和厚垣孢子產(chǎn)量。每個處理設(shè)置3組重復。
1.2.6 不同營養(yǎng)元素對D.flagransF088厚垣孢子產(chǎn)量與菌絲平均生長速率的正交試驗 在上述單因素試驗的基礎(chǔ)上,選取最佳碳源(白糖)、氮源(大豆蛋白胨)、維生素(VB1)、無機鹽(MgSO4)作為自變量,設(shè)計4因素3水平的正交試驗(表1),以厚垣孢子產(chǎn)量和菌絲平均生長速率為主要指標,篩選各因子之間的最優(yōu)組合。按照1.2.2節(jié)方法測定厚垣孢子產(chǎn)量和菌絲平均生長速率。每個處理設(shè)置3組重復。
表1 不同營養(yǎng)元素對D.flagrans F088厚垣孢子產(chǎn)量和菌絲平均生長速率影響的正交試驗方案Table 1 Orthogonal test for effects of different nutritional factors on chlamydospores production and mycelial average growth rate of D. flagrans F088
采用SPSS 22.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行比較分析,用Excel 2010和GraphPad Prism 5進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和制圖。
圖1-A顯示,在培養(yǎng)前4 d,D.flagransF088菌液pH值明顯下降,之后pH相對趨于穩(wěn)定并維持在4.4~4.5。圖1-B顯示,培養(yǎng)過程中菌液OD600值隨培養(yǎng)時間的延長不斷升高,接種2 d后OD600值為0.577,培養(yǎng)結(jié)束后OD600值升高為11.928,上升95.16%。在整個培養(yǎng)過程中,OD600值在2~4 d時屬于躍升期,在5~8 d時升高逐漸趨于平緩。圖1-C顯示,在菌絲培養(yǎng)過程中,前2 d之內(nèi)處于遲滯期,菌絲幾乎不生長,2 d時僅有少量菌絲形成。4 d時處于對數(shù)生長期,此時菌絲干質(zhì)量達到最大,為12.07 g/L。培養(yǎng)5~8 d時菌絲生長處于平穩(wěn)期,菌絲干質(zhì)量相對穩(wěn)定。
圖1 D. flagrans F088菌株液體培養(yǎng)過程中相關(guān)指標的變化Fig.1 Changes of indexes related to D. flagrans F088 in liquid culture
由圖1-D可知,處在生長遲滯期的前2 d無厚垣孢子形成,3 d時開始有少量厚垣孢子出現(xiàn),4 d時達到爆發(fā)期,此時厚垣孢子量明顯增多,之后又逐漸下降;6 d后又有一個爆發(fā)期,培養(yǎng)8 d時厚垣孢子產(chǎn)量可達5.82×105mL-1。
上述4個指標與培養(yǎng)時間之間的相關(guān)性分析結(jié)果(表2)顯示,培養(yǎng)時間與各指標均極顯著相關(guān),其中與OD600值和厚垣孢子產(chǎn)量的相關(guān)性最強,與pH值呈極顯著負相關(guān)。表明OD600值和厚垣孢子產(chǎn)量均隨著培養(yǎng)時間的延長而增大,pH則不斷變小。與pH值相關(guān)性較強的因子為OD600值和菌絲干質(zhì)量,且均呈極顯著負相關(guān)。厚垣孢子產(chǎn)量與OD600值和菌絲干質(zhì)量的相關(guān)系數(shù)較高,且均呈極顯著正相關(guān),而菌絲干質(zhì)量與OD600值也呈極顯著正相關(guān)。
表2 D.flagrans F088菌株液體培養(yǎng)過程中各指標間的相關(guān)性分析Table 2 Correlation analysis of indexes in culture process of D.flagrans F088
不同碳源、氮源對捕食線蟲真菌D.flagransF088厚垣孢子產(chǎn)量和菌絲平均生長速率的影響分別如圖2和表3,4所示。由圖2-A可見,除甘油外,添加其他碳源對厚垣孢子產(chǎn)量的影響效果均明顯優(yōu)于不加碳源。其中以白糖為碳源時厚垣孢子產(chǎn)量最多,可達3.19×104cm-2;其次為蔗糖,與白糖差異不顯著(P>0.05),以甘油為碳源時產(chǎn)生的孢子量最少。由表3的菌絲平均生長速率可知,與對照相比,除甘油外添加其他碳源均可促進菌絲生長,其中以紅糖效果最好,而甘油則對菌絲生長表現(xiàn)出一定的抑制作用。
表3 不同碳源對D.flagrans F088菌絲平均生長速率的影響Table 3 Mycelial average growth rate of D.flagrans F088 under different carbon sources mm/d
圖2-B顯示,以大豆蛋白胨作為氮源時,厚垣孢子產(chǎn)量最多,達6.15×104cm-2,且顯著高于其他處理(P<0.05);蛋白胨和干酪素次之。而以氯化銨、尿素、硝酸鉀為氮源時,與對照相比,其厚垣孢子產(chǎn)量差異不顯著,且尿素、硝酸鉀對厚垣孢子的產(chǎn)生表現(xiàn)出一定的抑制作用。由表4可知,大豆蛋白胨是促進菌絲生長的最佳氮源,蛋白胨次之;與對照相比,尿素、干酪素、氯化銨會抑制菌絲生長,硝酸鉀的影響不顯著。
圖柱上標不同小寫字母表示各處理間差異顯著(P<0.05)。下同Different lowercase letters mean significant difference among treatments (P<0.05). The same below
表4 不同氮源對D.flagrans F088菌絲平均生長速率的影響Table 4 Mycelial average growth rate of D.flagrans F088 under different nitrogen sources mm/d
不同碳氮比對D.flagransF088厚垣孢子產(chǎn)量與菌絲平均生長速率的影響如圖3和表5所示。圖3顯示,產(chǎn)孢量最高的碳氮比為40∶1,孢子產(chǎn)量可達0.34×104cm-2,且與其他處理差異顯著(P<0.05)。由表5可知,碳氮比為40∶1時菌絲平均生長速率最小,而其余碳氮比之間菌絲平均生長速率無顯著差異。
圖3 不同碳氮比對D.flagrans厚垣孢子產(chǎn)量的影響 Fig.3 Effect of different C∶N ratios on chlamydospores production of D.flagrans F088
表5 不同碳氮比對D.flagrans F088菌絲平均生長速率的影響
表5(續(xù)) Continued table 5
不同維生素和無機鹽對D.flagransF088厚垣孢子產(chǎn)量和菌絲平均生長速率的影響如圖4和表6所示。由圖4-A可知,與對照相比加入維生素后,D.flagransF088厚垣孢子產(chǎn)量均有所提高,其中以VB1最佳(3.93×104cm-2)(P<0.05)。由表6可知,與對照相比,3種維生素對D.flagransF088菌絲平均生長速率無明顯促進效果(P>0.05)。
圖4-B顯示,加入無機鹽MgSO4有利于厚垣孢子產(chǎn)量的提高(1.78×104cm-2),且與其他處理差異顯著(P<0.05)。與對照相比,加入NaCl、KH2PO4對厚垣孢子的產(chǎn)生存在一定的抑制作用。表6顯示,與對照相比,加入MgSO4、NaCl、CaCl2對菌絲平均生長速率均無顯著促進作用(P>0.05),而KH2PO4甚至延緩了菌絲的生長。
圖4 不同維生素(A)和無機鹽(B)對D.flagrans F088厚垣孢子產(chǎn)量的影響
表6 不同維生素和無機鹽對D.flagrans F088菌絲平均生長速率的影響Table 6 Mycelial average growth rate of D.flagrans F088 under different vitamins and inorganic salts mm/d
正交試驗結(jié)果(表7)顯示,4個因子對D.flagransF088產(chǎn)孢量影響的大小排序為白糖>大豆蛋白胨>VB1>MgSO4。厚垣孢子產(chǎn)量的最佳培養(yǎng)條件為A3B2C1D3,即白糖30 g/L、大豆蛋白胨4 g/L、MgSO41 g/L、VB130 mg/L,在此條件下厚垣孢子產(chǎn)量可達8.64×104cm-2。
表7 基于D.flagrans F088厚垣孢子產(chǎn)量的正交試驗結(jié)果Table 7 Orthogonal test results for chlamydospores production of D.flagrans F088
菌絲平均生長速率的測定結(jié)果(表8)顯示,各試驗組中的菌絲均生長良好,相對而言,其中試驗8(30 g/L白糖、4 g/L大豆蛋白胨、1 g/L MgSO4、30 mg/L VB1)的菌絲平均生長速率最快,但與其他試驗組并無顯著差異(P>0.05)。
表8 基于D.flagrans F088菌絲平均生長速率的正交試驗結(jié)果Table 8 Orthogonal test results for mycelial average growth rate of D.flagrans F088
綜合以上結(jié)果,確定D.flagransF088厚垣孢子產(chǎn)量和菌絲生長的最佳培養(yǎng)組合配方為白糖30 g/L、大豆蛋白胨4 g/L、MgSO41 g/L、VB130 mg/L。
環(huán)境pH是評價微生物活躍程度的一個重要參數(shù)。有研究表明,跟蹤分析發(fā)酵過程,監(jiān)測培養(yǎng)物中pH及菌體密度的變化,對其發(fā)酵工藝的制定非常重要[21-22]。本研究顯示,D.flagransF088的pH值與OD600值、菌絲干質(zhì)量及厚垣孢子產(chǎn)量均呈負相關(guān),pH值在接種4 d內(nèi)急劇下降,之后趨于平緩;OD600在接種4 d內(nèi)急劇上升,之后緩慢增加;菌絲干質(zhì)量則在4 d內(nèi)急劇上升,而后趨于平緩;厚垣孢子產(chǎn)量在4 d時呈爆發(fā)式增加,此后仍一直緩慢增加。在菌體培養(yǎng)過程中,接種后4 d處于對數(shù)生長期,由于菌體生長快速、能量消耗迅速,導致pH快速下降,同時OD600值、菌絲干質(zhì)量、厚垣孢子產(chǎn)量快速上升。隨著培養(yǎng)時間的延長、次生代謝產(chǎn)物的形成影響了菌體的生長,菌絲干質(zhì)量變化平穩(wěn)。由于厚垣孢子是在菌絲不斷老化的過程中形成的,因而在培養(yǎng)后期厚垣孢子產(chǎn)量仍然增加,OD600值也在緩慢上升。
許多微生物包括真菌的生長發(fā)育都與碳源種類有關(guān)。本研究表明,D.flagransF088菌株可利用幾種常見的碳源,但培養(yǎng)基中不同種類的碳源,對厚垣孢子產(chǎn)量和菌絲生長的影響也存在一定差異。白糖可促進厚垣孢子的形成,紅糖則有利于菌絲的生長。Liu等[23]報道,糖原可促進食線蟲真菌洛斯里被毛孢(Hirsutellarhossiliensis)的菌絲生長,但其并不是產(chǎn)孢的最佳碳源,且該菌不同分離株間存在差異,如D-(+)-海藻糖有利于菌株ATCC46487產(chǎn)孢,而D-山梨醇和D-(+)-纖維二糖分別有助于菌株OWVT-1和菌株JA16-1產(chǎn)孢。Federica等[24]報道,向沙氏葡萄糖瓊脂中添加體積分數(shù)0.5%的內(nèi)消旋肌醇能夠提高D.flagrans厚垣孢子的產(chǎn)量。然而本研究顯示,白糖、蔗糖、葡萄糖、紅糖較肌醇的產(chǎn)孢效果更好。Gardner等[25]報道,在Vogel’s mineral salt medium(VMSM) 培養(yǎng)基中加入淀粉或者甘油能夠顯著促進D.flagrans產(chǎn)孢,而本研究中添加甘油不能增加產(chǎn)孢量。另有研究表明,3株厚垣孢普可尼亞菌在-10 MPa含有甘油的CMA中不能生長,但將菌塊移至無甘油的CMA中則有厚垣孢子產(chǎn)生[26],這與本研究結(jié)果相似。關(guān)于氮源對食線蟲真菌生長的影響,Jokar等[27]報道,不同食線蟲真菌菌株對氮源的利用存在差異,硝酸銨能促進所有測試菌株的生長,其次是硝酸鈉和硝酸鉀,L-脯氨酸表現(xiàn)最差。本試驗中,硝酸鉀對菌絲生長無明顯促進效果。Li[3]觀察發(fā)現(xiàn),在少孢節(jié)叢孢(Arthrobotrysoligospora)培養(yǎng)基中加入氯化銨、硫酸銨、硝酸銨、尿素后,菌絲產(chǎn)量降低。本研究發(fā)現(xiàn),添加尿素、氯化銨會抑制菌絲的生長,而氯化銨、尿素和硝酸鉀對厚垣孢子產(chǎn)量的影響與對照相比差異不顯著。Silva等[28]發(fā)現(xiàn),在大豆葡萄糖培養(yǎng)基 (pH 6~7)中D.flagrans菌絲生長最佳。本試驗也表明,大豆蛋白胨可以促進菌絲生長,且對厚垣孢子產(chǎn)量有明顯的促進作用。
Elson等[29]研究表明,當碳源質(zhì)量濃度為1.25~2.5 g/L、碳氮比為10∶1時,菌株馬鈴薯銀屑病菌(Helminthosporiumsolani)產(chǎn)生的分生孢子量最大,高碳氮比會抑制分生孢子的產(chǎn)生。Mo等[30]發(fā)現(xiàn),厚垣普可尼亞菌在碳氮比為10∶1、pH為3.7時,分生孢子產(chǎn)量最高;碳氮比為40∶1、pH為6.8時,菌體生物量最高。Gao[31]的研究表明,食線蟲真菌厚垣孢普可尼亞菌菌絲量達到最高時的碳氮比為160∶1,碳氮源組合為果糖+大豆蛋白胨。本試驗中,碳氮比為40∶1時厚垣孢子產(chǎn)量最大,而菌絲生長速度卻最慢,表明厚垣孢子產(chǎn)生和菌絲生長的最佳碳氮比并不一致。此外,維生素可明顯促進洛斯里被毛孢的產(chǎn)孢與菌絲生長,且以VB1效果最好[24]。本研究也顯示,VB1可顯著提高厚垣孢子的產(chǎn)量。
Arias等[32]報道,線蟲、吸蟲及其抽提物能夠明顯促進D.flagrans厚垣孢子的產(chǎn)生。Anank’ko等[33]報道,與不平衡培養(yǎng)基相比,營養(yǎng)平衡的培養(yǎng)基能夠提高D.flagrans厚垣孢子產(chǎn)量;在液體培養(yǎng)基中加入400~1 600條全冠復活線蟲(Panagrellusredivivus)后,厚垣孢子的數(shù)量達到1.02×105mL-1,與不加線蟲相比增加了3倍。然而加線蟲的方法在工業(yè)生產(chǎn)中難以施行。Gardner等[25]使用兩階段培養(yǎng)法,首先將菌種接種至MYPG(含有麥芽提取物、酵母抽提物、蛋白胨和葡萄糖)培養(yǎng)基中培養(yǎng),待菌絲生長至對數(shù)期后,再將菌絲轉(zhuǎn)接至含10 g/L淀粉的VMSM液體培養(yǎng)基中連續(xù)培養(yǎng),如此可使厚垣孢子數(shù)量提高到6.2×105mL-1。Santurio等[34]使用液固雙相培養(yǎng)法,先將D.flagrans接種到沙保氏肉湯中培養(yǎng)作為液體種子液,然后將液體培養(yǎng)物接種到以玉米、大米等谷粒為基礎(chǔ)的培養(yǎng)基中,發(fā)現(xiàn)與單相培養(yǎng)相比孢子產(chǎn)量有所提高。本研究在單因素試驗基礎(chǔ)上,通過正交試驗得到D.flagransF088產(chǎn)厚垣孢子和菌絲生長的最佳配方為:白糖30 g、大豆蛋白胨4 g、MgSO41 g、VB130 mg,去離子水1 000 mL,在此條件下,厚垣孢子產(chǎn)量可達8.64×104cm-2,這為該菌液體發(fā)酵工藝的確定提供了參考,后續(xù)將對該菌厚垣孢子形成的影響因素和機理進行進一步研究,以建立可工業(yè)化應用的培養(yǎng)工藝條件。