一、菌種簡(jiǎn)介

枯草芽孢桿菌（Bacillussubtilis）,為革蘭氏陽(yáng)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(jī)物，植物表面普遍存在，易在枯草浸汁中繁殖生長(zhǎng)，在人和動(dòng)物腸道內(nèi)亦發(fā)現(xiàn)共生。枯草芽孢桿菌是芽孢桿菌屬中的一種，直桿狀，單個(gè)細(xì)胞（0.7-0.8）*（2-3）μm，無(wú)莢膜，周生有鞭毛，能運(yùn)動(dòng)，可形成內(nèi)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(zhǎng)、繁殖速度較快，菌落表面呈污白或微黃色，粗糙不透明，易擴(kuò)張。枯草芽孢桿菌具有生殖生長(zhǎng)期、孢子休眠期兩個(gè)時(shí)期，在環(huán)境惡劣、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏時(shí)進(jìn)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(zhǎng)、營(yíng)養(yǎng)充足，芽孢會(huì)自動(dòng)復(fù)蘇進(jìn)入生殖生長(zhǎng)期。

二、作用機(jī)制

1、枯草芽孢桿菌生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的伊枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、桿菌肽等多肽類(lèi)活性物質(zhì)和生物表面活性素等，對(duì)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(dòng)物體內(nèi)的消化酶類(lèi)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(jìn)有益厭氧菌生長(zhǎng)，并產(chǎn)生乳酸等有機(jī)酸類(lèi)，降低腸道pH值，間接抑制其它致病菌生長(zhǎng)。

4、刺激動(dòng)物免疫器官的生長(zhǎng)發(fā)育，激活T、B淋巴細(xì)胞，提高免疫球蛋白和抗體水平，增強(qiáng)細(xì)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(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)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(zhǎng)繁殖速度及抗菌物質(zhì)的分泌量?jī)蓚€(gè)方面，可以通過(guò)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(lái)實(shí)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(shí)，均能生長(zhǎng)良好，且初始接種量對(duì)B-916的生長(zhǎng)有明顯的影響。研究表明多數(shù)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(zhǎng)良好，且分泌較多的抗菌物質(zhì)。菌株操作應(yīng)在無(wú)菌條件下進(jìn)行，防止雜菌污染。

1、斜面菌苔轉(zhuǎn)接方法：將配套液體培養(yǎng)基傾入斜面試管中并使用無(wú)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(wú)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(zhuǎn)接方法：使用無(wú)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(wú)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(yíng)養(yǎng)瓊脂、細(xì)菌保存培養(yǎng)基或胰酪胨大豆瓊脂培養(yǎng)基。

四、應(yīng)用范圍

1、畜牧、家禽、特種動(dòng)物及寵物養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖。

2、作為微生物農(nóng)肥，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(dòng)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(yīng)用領(lǐng)域

1、在植物生防方面的應(yīng)用

枯草芽孢桿菌對(duì)植物病蟲(chóng)害具有一定的防治作用，與傳統(tǒng)的化學(xué)農(nóng)藥相比，對(duì)人畜無(wú)毒無(wú)害，不污染環(huán)境，高效廣譜，無(wú)抗逆性。枯草芽孢桿菌目前已被制成粉劑可濕性粉劑等被應(yīng)用，運(yùn)用枯草芽孢桿菌制成的可濕性粉劑噴施于茶樹(shù)上，不僅可提高機(jī)體的免疫能力，還具有明顯的提質(zhì)增產(chǎn)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(zhì)和產(chǎn)量；將枯草芽孢桿菌和蘇云金芽孢桿菌進(jìn)行細(xì)胞融合獲得了具有抑菌殺蟲(chóng)作用的融合子CF103，田間試驗(yàn)結(jié)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(zhǎng)，由于微生物發(fā)酵易大規(guī)模生產(chǎn)，解決了實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)原料提取的依賴(lài)性，降低了防治成本，因此，枯草芽孢桿菌在植物生防領(lǐng)域的應(yīng)用具有廣闊前景。

2、在畜禽養(yǎng)殖方面的應(yīng)用

枯草芽孢桿菌是我國(guó)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(chǔ)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(zhì)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(zhuǎn)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(yù)防仔豬腹瀉癥，對(duì)于促進(jìn)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)的消化吸收提高動(dòng)物的飼料轉(zhuǎn)化率防治疾病和促進(jìn)生長(zhǎng)有重要作用。

3、在醫(yī)藥方面的應(yīng)用

枯草芽孢桿菌產(chǎn)生的蛋白酶具有產(chǎn)量高種類(lèi)多安全性好不污染環(huán)境等特點(diǎn)，廣泛運(yùn)用于醫(yī)藥領(lǐng)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(jìn)靜脈內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)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(wú)抗原性半衰期長(zhǎng)安全無(wú)毒且成本低廉和能口服吸收等優(yōu)點(diǎn)，能夠預(yù)防腦血栓及心梗死病的發(fā)生。

4、在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

枯草芽孢桿菌的降解活性主要運(yùn)用在食品加工方面，已在骨素加工水解生產(chǎn)大豆蛋白和大豆肽乳制品生產(chǎn)等工業(yè)過(guò)程中得到廣泛應(yīng)用。枯草芽孢桿菌在石油采收方面也有應(yīng)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(yīng)用前景。洗滌劑中使用的蛋白酶一般來(lái)源于枯草芽孢桿菌，最近借助蛋白工程學(xué)技術(shù)，開(kāi)發(fā)了具有耐氧化劑和低溫下活性高對(duì)洗滌劑和洗滌環(huán)境適應(yīng)性好的變異性酶，并已被商品化。

5、在其他領(lǐng)域的應(yīng)用

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

六、存在問(wèn)題

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

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

2、其次，在農(nóng)業(yè)方面一些相應(yīng)的生物農(nóng)藥和飼料也沒(méi)有得到大范圍的應(yīng)用，這主要是由于科技的不均衡性和理論轉(zhuǎn)化為實(shí)際的考察期較長(zhǎng)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(xué)理論基礎(chǔ)上的，因此用于直接飼喂或飼料加工時(shí)，應(yīng)充分考慮畜禽體內(nèi)的微生態(tài)平衡，使其真正起到調(diào)節(jié)體內(nèi)微生態(tài)的作用，而不是單純將其作為一種藥物或營(yíng)養(yǎng)源使用，而且枯草芽孢桿菌調(diào)節(jié)微生態(tài)平衡的研究多數(shù)局限于效果水平，對(duì)其作用機(jī)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(wèn)題枯草芽孢桿菌雖然可以直接作用于農(nóng)業(yè)來(lái)抗一些植物病蟲(chóng)害，然而，天然野生型微生物菌劑存在天生的不足，如產(chǎn)品持效期短，見(jiàn)效慢，作用對(duì)象比較單一，易受自然環(huán)境影響，競(jìng)爭(zhēng)存活能力有限等。

七、展望

盡管枯草芽孢桿菌在應(yīng)用過(guò)程中還存在一些問(wèn)題，但枯草芽孢桿菌殺菌劑具有對(duì)人畜相對(duì)安全、環(huán)境兼容性好、不易產(chǎn)生抗藥性等優(yōu)點(diǎn)，因而更符合現(xiàn)代社會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及有害生物綜合防治的要求，而且枯草芽孢桿菌抗菌物質(zhì)的分離純化及抗菌作用的分子機(jī)制、拮抗基因的克隆及其表達(dá)調(diào)控等研究也已經(jīng)積累了豐富的研究資料，具有重要的理論意義和指導(dǎo)生產(chǎn)價(jià)值。隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的廣泛應(yīng)用，基因組學(xué)和蛋白組學(xué)的發(fā)展，以及的儀器設(shè)備的應(yīng)用，枯草芽孢桿菌對(duì)植物病害的生防作用研究及其開(kāi)發(fā)應(yīng)用也會(huì)出現(xiàn)新的發(fā)展，枯草芽孢桿菌制劑可以與化學(xué)農(nóng)藥復(fù)配，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，用量減少，防效增強(qiáng)的目的；并可與其它拮抗菌混合使用，實(shí)現(xiàn)多種抗生菌功能互補(bǔ)，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(duì)環(huán)境有很強(qiáng)的抗逆能力，同時(shí)對(duì)多種植物病原菌有很強(qiáng)的拮抗作用，具有很好的開(kāi)發(fā)前景。隨著對(duì)枯草芽孢桿菌及其產(chǎn)生的有效抗菌物質(zhì)的深入研究，其植病生防優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯，并展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。但是，與國(guó)際前沿相比，我國(guó)在對(duì)枯草芽孢桿菌基因組和蛋白質(zhì)組學(xué)方面的研究還有待進(jìn)一步深入，產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)也有待進(jìn)一步加強(qiáng)。

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