具群体感应抑制作用短小芽孢杆菌F3-1菌株的诱变育种

摘要

【目的】获得群体感应(QS)信号分子降解能力更强的突变短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus),增强其在水产细菌性病害防治中的效果,为水产养殖业利用细菌QS淬灭机制防治细菌性疾病提供借鉴。【方法】以具有降解QS信号分子特性的短小芽孢杆菌F3-1为出发菌株、紫外线和亚硝酸钠(NaNO2)为诱变剂进行诱变选育;以紫色杆菌(ChromobacteriaviolaceumATCC12472)为报告菌株筛选正向突变,经连续传代25代后测定其遗传稳定性;采用单因素试验测定培养时间、pH、盐度和温度对突变菌株降解QS信号分子能力的影响,同时通过扩增QS抑制基因aiiA及SDS-PAGE分析验证突变菌株的蛋白表达情况。【结果】两种诱变方法共获得205株突变菌株,以紫色杆菌为报告菌株通过紫外诱变筛选出具有QS抑制作用的正向突变株4株,编号分别为FF1-2、FF3-2、FF3-3和FF4-1。其中,突变菌株FF1-2的蛋白产量达47.48±2.87μg/mL,约是出发菌株F3-1的3.12倍,对紫色杆菌的褪色圈直径是出发菌株F3-1的2.96倍,抑制紫色素的能力较出发菌株F3-1提高64%,说明该突变菌株具有很强的QS抑制能力;连续传代25代后,突变菌株FF1-2的产蛋白能力及对紫色素的抑制作用无显著变化(P>0.05)。突变菌株FF1-2在培养时间为40h、温度30℃、盐度0.5%、pH7.0时,紫色素褪色效果最佳。从出发菌株F3-1和突变菌株FF1-2中均能扩增获得753bp的aiiA基因,且通过SDS-PAGE分析验证二者在28kD处均呈现出特异条带。【结论】采用诱变育种技术筛选得到的突变菌株FF1-2能显著提高QS抑制能力,且该抑制能力能稳定遗传,即通过诱变育种技术提高短小芽孢杆菌的产酶量及酶活力具有可行性。