一株芽孢杆菌的生物学鉴定及活性分析文献综述

 2022-08-03 02:08

文献综述

一、苏云金芽孢杆菌的研究意义

芽孢杆菌是一种能形成芽孢的杆菌或者球菌,包括芽孢杆菌属、芽孢乳杆菌属、梭菌属、苏云金芽孢杆菌属等。芽孢杆菌由于产生内生孢子,具有较强的抵抗外界环境压力的能力,能够抵抗所生存的环境中由于干燥、热和紫外线辐射所造成的伤害,维持自身能力不受影响,这个生物学特征使芽孢杆菌具有非常良好的应用前景,例如使用活菌制剂的生物制品,除此之外很多生物农药是利用芽孢杆菌制成的,尤其苏云金芽孢杆菌及其伴胞晶体是农业上良好的杀虫剂,已成为世界上产量最大的生物农药。

苏云金芽孢杆菌(Bt)是芽孢杆菌科下的一个属。目前已知的Bt亚种有以色列亚种,库斯塔柯亚种,科莫尔亚种,加拿大亚种等九个亚种。Bt的母细胞会在形成芽孢的同时伴随着形成晶体蛋白,称之为伴胞晶体,伴胞晶体呈现立方体、球形、菱形、镶嵌形、无定形,是具有杀伤活力的杀虫晶体蛋白[1]。它的伴孢晶体由一种或多种对昆虫具有专一毒性的蛋白质即delta;-内毒素组成。因为Bt具有良好的特异性杀虫活性,效果好还不污染环境,Bt菌已经成为目前最有效的生物杀虫剂。目前已知Bt菌对鳞翅目、鞘翅目等九个目的昆虫和螨虫、植物线虫、原生动物、扁形动物等有特异性杀虫活性。

二、苏云金芽孢杆菌资源分布与利用

中国的Bt种类和数量都非常的多。从全国地理环境与气候特点不同的各地区多种来源的样品中都分离到了大量的Bt 菌株, 可以证明 Bt 是一种自然界广泛存在的微生物, 同时也表明中国的苏云金芽孢杆菌资源十分丰富[6]。虽然分布广泛但Bt在我国不同地区的土壤和储库中分布还是有很大的差异。我国东半部的东北、华北、华东、华中和华南各地区Bt的丰度在土壤中呈现出北方高于南方, 而在储库中呈现出南方高于北方的现象。土壤是处于全开放性的生态系统之中, 易受环境气候的影响,南方的高温多雨导致土壤潮湿、芽孢存活力差, 而北方干燥的气候却利于芽孢的存活, 因此北方土壤 Bt 的分离率高于南方; 但储库是一种半封闭的环境, 受外界因素变化的影响小,因此南方储库中Bt分离率比北方高。

为了将丰富的Bt资源加以研究利用,我们就需要将其分离提纯出来。目前分离获得Bt的最佳途径是从土壤中分离。基于土壤蕴涵着丰富的微生物资源及地域多样性赋予了土壤中微生物种类多样性的特点,土壤成为筛选不同种类和基因型Bt原始菌株的最普遍、最直接的来源[7]。目前从土壤中分离筛选Bt的方法很多,主要有以下几种。温度筛选的特点是筛选范围广不易漏筛,缺点是工作量大,对Bt的浓度有一定要求。醋酸钠筛选法是通过即调节pH使Bt的芽孢不萌发然后热处理杀死其他萌发的菌从而达到分离的效果。弹土分离法的特点是简单易操作,缺点是菌落种类多影响目标菌落的特征识别,并且难以分离纯化。抗生素选择性筛选是一种通过抗生素进行筛选的方法,配合醋酸钠可以显著消除干扰菌,大大提高Bt的分离效率和出土率。现在的研究已经可以将Bt分为不同亚种、变种、血清型、晶体基因型。分类鉴定方法主要包括生理生化试验、酯酶法、晶体抗原法、鞭毛抗原法等。

三、苏云金芽孢杆菌的杀虫活性

苏云金芽孢杆菌对危害农林业的害虫有很强的杀虫活性。1999年,姚江、徐兴权等对苏云金芽孢杆菌Ly30的室内毒力测定结果表明,Ly30菌株对赤松毛虫、柏毛虫、菜青虫和玉米螟有明显的致病力。Ly30菌悬液感染的供试虫表现为食量小、排粪少、死虫较多且倒挂于枝叶上; 对照菌株H7型标准菌株感染的供试虫表现为食量较大、排粪多、虫活跃, 发育正常。此外,Ly30菌悬液喂毒菜青虫时最早在16 h 即有虫死亡, 28 h 时其死亡率达96.17%; 而对照菌株鲇泽亚种标准株感染时最早在24h 有虫死亡, 48h 时其死亡率为73%[3]。这证明Ly30对赤毛虫具有特异性的高毒力,ly30会在林业防虫上有大规模的应用.

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