一、菌種簡介

枯草芽孢桿菌（Bacillussubtilis）,為革蘭氏陽性菌，廣泛存在不同環(huán)境中的一種需氧菌，其在土壤及的有機物，植物表面普遍存在，易在枯草浸汁中繁殖生長，在人和動物腸道內亦發(fā)現(xiàn)共生?？莶菅挎邨U菌是芽孢桿菌屬中的一種，直桿狀，單個細胞（0.7-0.8）*（2-3）μm，無莢膜，周生有鞭毛，能運動，可形成內生抗逆芽孢，大小為（0.6-0.9）*（1-1.5）μm，稍小于原菌體，主要位于，芽孢形成后菌體不膨大。生長、繁殖速度較快，菌落表面呈污白或微黃色，粗糙不透明，易擴張。枯草芽孢桿菌具有生殖生長期、孢子休眠期兩個時期，在環(huán)境惡劣、營養(yǎng)物質缺乏時進入孢子休眠期，形成具有抗逆作用，高溫、酸堿等極性環(huán)境下亦可生存的芽孢。一旦環(huán)境變得適宜生長、營養(yǎng)充足，芽孢會自動復蘇進入生殖生長期。

二、作用機制

1、枯草芽孢桿菌生長過程中產生的伊枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、桿菌肽等多肽類活性物質和生物表面活性素等，對致病菌有明顯的抑制作用。

2、枯草芽孢桿菌自身能夠合成α-淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶等，在消化道中與動物體內的消化酶類一同發(fā)揮作用。

3、枯草芽孢桿菌是好氧菌，能迅速消耗環(huán)境中的游離氧，造成腸道低氧，促進有益厭氧菌生長，并產生乳酸等有機酸類，降低腸道pH值，間接抑制其它致病菌生長。

4、刺激動物免疫器官的生長發(fā)育，激活T、B淋巴細胞，提高免疫球蛋白和抗體水平，增強細胞免疫和體液免疫功能，提高免疫力。

三、培養(yǎng)方法

枯草芽孢桿菌菌劑的生產關鍵技術在于發(fā)酵培養(yǎng)。發(fā)酵培養(yǎng)的優(yōu)化改良涉及提高菌株生長繁殖速度及抗菌物質的分泌量兩個方面，可以通過發(fā)酵條件如pH值、溫度、通氣條件及發(fā)酵配方的優(yōu)化來實現(xiàn)，不同的菌株所需的條件也各異。

如其中BaillussubtilisB-916在3~33℃、pH7.0~8.5時，均能生長良好，且初始接種量對B-916的生長有明顯的影響。研究表明多數生防枯草芽孢桿菌在含大豆水溶物的培養(yǎng)基或土壤中生長良好，且分泌較多的抗菌物質。菌株操作應在無菌條件下進行，防止雜菌污染。

1、斜面菌苔轉接方法：將配套液體培養(yǎng)基傾入斜面試管中并使用無菌接種環(huán)將菌苔刮取于液體中，將含有菌苔的液體培養(yǎng)基倒回原始管中，振蕩使菌苔分布均勻。將無菌棉拭子充分浸入菌懸液，并涂布平板1/5~1/3區(qū)域，使用接種環(huán)交叉劃線涂布區(qū)域使形成單菌落。

2、液體培養(yǎng)物轉接方法：使用無菌吸管去除液體表面的液體石蠟，振蕩混勻液體培養(yǎng)物，將無菌棉拭子充分浸入菌懸液，并涂布平板1/5~1/3區(qū)域，使用接種環(huán)交叉涂布區(qū)域劃線使形成單菌落。培養(yǎng)基：營養(yǎng)瓊脂、細菌保存培養(yǎng)基或胰酪胨大豆瓊脂培養(yǎng)基。

四、應用范圍

1、畜牧、家禽、特種動物及寵物養(yǎng)殖、水產養(yǎng)殖。

2、作為微生物農肥，在農業(yè)生產中具有重要作用。

3、工業(yè)污水處理，工業(yè)循環(huán)水處理，腐化槽、化糞池等處理，畜牧養(yǎng)殖動物廢料、臭味處理，糞便處理系統(tǒng)，垃圾、糞坑、糞池等處理。

五、應用領域

1、在植物生防方面的應用

枯草芽孢桿菌對植物病蟲害具有一定的防治作用，與傳統(tǒng)的化學農藥相比，對人畜無毒無害，不污染環(huán)境，高效廣譜，無抗逆性?？莶菅挎邨U菌目前已被制成粉劑可濕性粉劑等被應用，運用枯草芽孢桿菌制成的可濕性粉劑噴施于茶樹上，不僅可提高機體的免疫能力，還具有明顯的提質增產作用。研究表明，枯草芽孢桿菌可有效防治草莓白粉病，可提高作物品質和產量；將枯草芽孢桿菌和蘇云金芽孢桿菌進行細胞融合獲得了具有抑菌殺蟲作用的融合子CF103，田間試驗結果顯示，CF103能兼治水稻紋枯病和稻縱卷葉螟；枯草芽孢桿菌TF26可抑制葵花菌核病菌、番茄和黃瓜枯萎病菌、黃瓜菌核病菌、立枯病菌水稻惡苗病菌和大豆根腐病菌等13種植物病原真菌的生長，由于微生物發(fā)酵易大規(guī)模生產，解決了實際生產中對原料提取的依賴性，降低了防治成本，因此，枯草芽孢桿菌在植物生防領域的應用具有廣闊前景。

2、在畜禽養(yǎng)殖方面的應用

枯草芽孢桿菌是我國允許作為飼料添加劑的2種芽孢桿菌之一。研究表明，在肉雞的基礎日糧中添加枯草芽孢桿菌生物制劑后，能夠明顯改善雞肉品質及氨基酸組成，顯著提高肉雞的凈增重日增重采食量和飼料轉化率。另外，枯草芽孢桿菌可有效防治消化道疾病，可代替抗生素預防仔豬腹瀉癥，對于促進動物營養(yǎng)的消化吸收提高動物的飼料轉化率防治疾病和促進生長有重要作用。

3、在醫(yī)藥方面的應用

枯草芽孢桿菌產生的蛋白酶具有產量高種類多安全性好不污染環(huán)境等特點，廣泛運用于醫(yī)藥領域，其中主要有絲氨酸纖溶性蛋白酶（納豆激酶）和脂肪酶2種絲氨酸纖溶性蛋白酶具有顯著的溶栓作用，能促進靜脈內皮細胞產生纖維蛋白溶酶原激活劑，表現(xiàn)出潛在的溶栓活性，其具有不易引起出血無抗原性半衰期長安全無毒且成本低廉和能口服吸收等優(yōu)點，能夠預防腦血栓及心梗死病的發(fā)生。

4、在工業(yè)領域的應用

枯草芽孢桿菌的降解活性主要運用在食品加工方面，已在骨素加工水解生產大豆蛋白和大豆肽乳制品生產等工業(yè)過程中得到廣泛應用?？莶菅挎邨U菌在石油采收方面也有應用，從印度發(fā)酵食品中分離出的枯草芽孢桿菌20B在葡萄糖培養(yǎng)基上生成的表面活性劑（含脂肪烴和肽）可使培養(yǎng)基的表面張力減少，使十六烷和油的界面張力減少，在油的回收中具有良好的應用前景。洗滌劑中使用的蛋白酶一般來源于枯草芽孢桿菌，最近借助蛋白工程學技術，開發(fā)了具有耐氧化劑和低溫下活性高對洗滌劑和洗滌環(huán)境適應性好的變異性酶，并已被商品化。

5、在其他領域的應用

在環(huán)境保護方面，枯草芽孢桿菌在湖泊水庫等微污染水體的凈化及修復方面有一定的應用。此外，枯草芽孢桿菌在水中大量繁殖時分泌的胞外酶可分解吸收水及底泥中的蛋白質淀粉脂肪等有機物，可除去水中的氨氮和硝基氮，有效降低水體富營養(yǎng)化和清除水底污泥，有利于維持生態(tài)平衡，促進蝦蟹的生長繁殖，在水產養(yǎng)殖中應用廣泛。

六、存在問題

植物病害生防枯草芽孢桿菌的研究開發(fā)應用目前已取得了令人矚目的成就，但其發(fā)展過程中仍存在不少問題，其中突出的有以下幾個方面：

1、枯草芽孢桿菌的產業(yè)化應用尚不成熟，首先是在醫(yī)藥方面，我們盡管已經證明枯草纖溶酶具有良好的溶血栓效果，但是在國內相應的商品化的藥品卻不多見，而且枯草脂肪酶用于制作相應的藥物還不成熟，有待進一步研究。

2、其次，在農業(yè)方面一些相應的生物農藥和飼料也沒有得到大范圍的應用，這主要是由于科技的不均衡性和理論轉化為實際的考察期較長造成的，與一般的傳統(tǒng)飼料添加劑不同，枯草芽孢桿菌的使用是建立在微生態(tài)學理論基礎上的，因此用于直接飼喂或飼料加工時，應充分考慮畜禽體內的微生態(tài)平衡，使其真正起到調節(jié)體內微生態(tài)的作用，而不是單純將其作為一種藥物或營養(yǎng)源使用，而且枯草芽孢桿菌調節(jié)微生態(tài)平衡的研究多數局限于效果水平，對其作用機理的揭示仍有不足。

3、最后，枯草芽孢桿菌自身也有需要克服的問題枯草芽孢桿菌雖然可以直接作用于農業(yè)來抗一些植物病蟲害，然而，天然野生型微生物菌劑存在天生的不足，如產品持效期短，見效慢，作用對象比較單一，易受自然環(huán)境影響，競爭存活能力有限等。

七、展望

盡管枯草芽孢桿菌在應用過程中還存在一些問題，但枯草芽孢桿菌殺菌劑具有對人畜相對安全、環(huán)境兼容性好、不易產生抗藥性等優(yōu)點，因而更符合現(xiàn)代社會對農業(yè)生產及有害生物綜合防治的要求，而且枯草芽孢桿菌抗菌物質的分離純化及抗菌作用的分子機制、拮抗基因的克隆及其表達調控等研究也已經積累了豐富的研究資料，具有重要的理論意義和指導生產價值。隨著現(xiàn)代生物技術的廣泛應用，基因組學和蛋白組學的發(fā)展，以及的儀器設備的應用，枯草芽孢桿菌對植物病害的生防作用研究及其開發(fā)應用也會出現(xiàn)新的發(fā)展，枯草芽孢桿菌制劑可以與化學農藥復配，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，用量減少，防效增強的目的；并可與其它拮抗菌混合使用，實現(xiàn)多種抗生菌功能互補，多種病害兼防，作用持久的協(xié)同防治的效果，這兩方面均有很廣的發(fā)展?jié)摿Α?/span>枯草芽孢桿菌對環(huán)境有很強的抗逆能力，同時對多種植物病原菌有很強的拮抗作用，具有很好的開發(fā)前景。隨著對枯草芽孢桿菌及其產生的有效抗菌物質的深入研究，其植病生防優(yōu)勢越來越明顯，并展現(xiàn)出廣闊的應用前景。但是，與國際前沿相比，我國在對枯草芽孢桿菌基因組和蛋白質組學方面的研究還有待進一步深入，產業(yè)開發(fā)也有待進一步加強。

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