Bacillomycin D发酵与纯化工艺优化及其抑菌活性初步研究

摘要

为建立高纯度bacillomycin D(杆菌霉素D)脂肽的可放大制备工艺,促进其在农用抗生素领域应用价值的开发,经分离纯化及分子结构鉴定,确定了海洋源解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens TYg 3-2所产活性化合物为bacillomycin D脂肽类抗生素;选择精制过的天然培养基(酵母提取物和蛋白胨),与组分明确的速效碳源、氮源(葡萄糖和硫酸铵)组成复合培养基,结合响应面优化调整培养基配方,建立了bacillomycin D发酵水平高达990 mg/L的5 L罐发酵工艺,其20.62 mg/(L·h)的比生产速率远高于文献报道的10.23 mg/(L·h);在高品质原料基础上,发酵液经菌液分离、酸化沉淀、甲醇浸提、乙醚沉淀、大孔树脂吸附及硅胶柱层析工艺,可高效制备纯度达94.72%的样品。针对所制备的高纯度bacillomycin D样品进行了抑菌活性初步研究,证实其可离体拮抗德氏霉菌、玉米弯孢霉、稻绿核菌和长柄链格孢,并通过盆栽试验证实了bacillomycin D能提升同源芽孢杆菌TYg 3-2的防效,500 mg/L的bacillomycin D与4×10~6 CFU/mL的TYg 3-2菌体混合施用,对黄瓜炭疽病的防效可达95.3%,优于单独施用bacillomycin D(78.4%)和菌体(0)的防治效果。研究初步探索了bacillomycin D在农用抗生素领域的开发价值,同时其高纯度脂肽可放大制备工艺的建立至关重要,不仅能在保全生产菌(其芽孢为生防菌剂原料)的同时从其发酵液中分离和纯化目标脂肽,以促成对农用抗生素价值的深入研究,也能够满足中国农药登记相关毒理学试验对样品的要求(纯度>85%的克量级样品),其结果可为芽孢杆菌源脂肽类抗生素的研究与开发提供参考。