一株感染家蚕高致病性白僵菌的分离及其蛋白酶的研究

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球孢白僵菌是一种重要的昆虫病原真菌,通过侵染幼蚕可制备白僵蚕。白僵蚕中的生物活性物质在医疗、保健品及化妆品行业有着广泛的应用,白僵蚕体内的很多有效成分和生物活性物质对人体健康也有很大的益处。但是,白僵菌在生长过程中极易受到环境的影响以及经过多次传代之后会发现白僵菌的毒力及生长的状态极不稳定,容易出现明显的毒力退化。它们的发酵产生的孢子存在保存时间不长、易失活等现象,不适宜大规模的生产。本研究通过对7株不同来源的白僵菌菌株(SDJC-1、SDJC-2、SDJC-3、GXHC-1、SDND-BB、AT-3006和SQJC-1)进行生物学特性(菌落形态、产孢特点、营养生长量)观察、产蛋白酶和几丁质酶活力分析及对家蚕致死率等研究,筛选得到一株致病力高、性状优异的白僵菌株SDJC-3。结果表明,菌株SDJC-3的生物学性状优异,产孢量较高,产蛋白酶和几丁质酶活力均为最高,家蚕致死率达75%,其制备的僵蚕成品个头大且饱满,横截面丝腺环清晰,品质较好。所以,选择菌株SDJC-3作为出发菌株开展以下研究。采用响应面优化技术对菌株SDJC-3进行发酵条件优化。首先,通过单因素发酵条件优化得到,菌株SDJC-3的最适生长温度为27℃、最优发酵转速为180 r/min、最适的发酵液体积占比为1/5;其次,以白僵菌的发酵过后的生物量(即菌丝干重)为响应值,用软件Design of Experiments对菌株SDJC-3进行三因素(温度、转速、装液量)三水平响应面试验,结果表明,装样量对该白僵菌发酵的影响最大,转速次之,温度影响较小。菌株SDJC-3的最佳发酵条件是温度27.4326℃、转速为165.393 r/min、装样量为锥形瓶总容量的23.0066%,在此条件下可以得到最大的发酵生物量为15.481 g/L,提高至之前发酵生物量的116.19%。对菌株SDJC-3发酵产生的蛋白酶进行酶学性质研究,得到该蛋白酶的最适温度为25℃,最适p H为8.0,金属离子(K+,Mg2+,Mn2+,Na+)对其有显著的激活作用。用蛋白酶水解僵蚕,对水解产物进行抗氧化性测定。在一定浓度范围内,僵蚕水解物对超氧阴离子自由基和DPPH自由基的清除能力较好,分别达到75.0%和72.6%,对羟基自由基清除能力弱一些,为59.9%。通过生物学特性观察、产蛋白酶和几丁质酶活力分析及对家蚕的致死力等研究,从不同来源的7株白僵菌中筛选到一株致病力高、性状优异的白僵菌株SDJC-3,对其进行了发酵条件优化、酶学性质研究及水解产物抗氧化活性物质研究。研究结果为高致病性白僵菌菌株选育与育种、量化制备僵蚕及僵蚕抗氧化活性物质、进一步挖掘白僵蚕的应用潜力等方面的研究提供理论基础。
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