利用废弃物发酵生产苏云金芽胞杆菌的研究进展

黄宇

（江西省南昌市第二中学 江西宜昌 330000）

利用废弃物发酵生产苏云金芽胞杆菌的研究进展

黄宇

（江西省南昌市第二中学 江西宜昌 330000）

苏云金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis，简称Bt）是目前应用最广泛和产量最大的微生物杀虫剂，它对鳞翅目、双翅目、鞘翅目等许多害虫有特异毒杀作用，而对人类和其它非靶标动物以及农作物无害。长期以来，人们一直致力于苏云金芽胞杆菌的筛选及发酵研究，以期能获得高毒力的绿色生物杀虫剂产品。由于发酵培养基成本较高，利用废弃物生产Bt杀虫剂既有利于资源循环利用和环境保护，又能降低Bt杀虫剂的多重优点，因此成为近年来国内外的研究热点。本文简要介绍了筛选苏云金芽胞杆菌的基本方法以及利用废弃物发酵生产Bt杀虫剂的研究进展。方法以及利用废弃物发酵生产Bt杀虫剂的研究进展。

苏云金杆菌 筛菌 废弃物 发酵生产

1　利用城市污泥与其他原料联合生产苏云金芽胞杆菌

目前， 我国城市污泥年产生量已达5×106t，污泥的不规范处置对城市环境造成了巨大污染。常明等发现以城市污水处理厂的污泥为原料，以含固率2%、未经任何预处理的污泥作为唯一培养基， 发酵24h后的活菌数与活芽胞数最大值分别高达9.48×108 CFU/ml和8.51×108 CFU/ml，发酵终点芽胞产率可达91.7%，晶体较大，呈规则的菱形，晶体蛋白产量为2.80mg/ml，发酵性能优良，由此可知，城市污泥所含营养物质达到支持Bt的正常生长与增殖，完成产生芽胞与杀虫晶体蛋白合成的基本条件。

陈婷等将污泥与不同量的黄豆粉复配作为发酵培养基，发现以15g/L在污泥中添加黄豆粉可满足工业发酵生产的基本需要，发酵72h后获得的Bt细胞总数及芽胞数均在10^9个/ml以上。以黄粉虫作试虫的生物毒性实验表明，复配培养基与工业发酵黄豆粉培养基生产的胞晶混合液的毒性相当。

2　利用酒精工厂废液生产苏云金芽胞杆菌

王程辉等对酒糟废液进行适当预处理，并添加合理比例的氮源即达到正常培养基的Bt发酵效果，摇瓶发酵后活芽胞数可达4. 1x10^9个/ml.吴丽云对不同处理阶段的啤酒废水、污泥发酵Bt进行研究，发现其在最佳条件下活芽胞数可达10^9cfu/ml，产生的活芽胞数及毒力与城市污水、污泥发酵后相当。单一的不同处理阶段啤酒废水的发酵效果略有差异，而研究显示酸化池废水+污泥培养基具有最好的生产发酵效果。

以上研究证明相对于城市污水污泥，用啤酒废水培养Bt后毒力更强且发酵周期短，适合作为Bt的发酵工业化原料。

3　利用味精废水生产苏云金芽胞杆菌

苏云金芽胞杆菌可利用碳氮源丰富的工业废水进行生产，这样具有节约能源，降低了生产成本的优点，而且在治理环境的同时变废为宝。随着我国味精工业的发展，排放的污水量也日益增加，年排放量高达10 kt。由于味精废水BOD和COD超标严重且含有多种氨基酸，因此，味精废水的处理一直是一个难题。

郑淑文教授等将味精废水调和至pH 7.0并添加碳源、微量元素至苏云金杆芽孢菌培养基，在通风比1：1.1，搅拌转速400r/m in、温度32-34℃条件下发酵培养，实验显示24 h开始出现芽胞，32 h部分芽胞破裂并观察到伴胞晶体，芽胞最终浓度可达7.5xl09个/ml。

唐凌云等还利用沼液生产Bt 546，其芽胞大量形成时间比黄豆粉培养基缩短了约6h。在生物毒性试验中表明，沼液A和沼液B培养的Bt 546半胞晶体混合液毒性略高黄豆粉，在相同的稀释倍数下棉铃虫的死亡率分别比黄豆粉提高了12.58%和5.43%。这说明，营养成分丰富的沼液可以用来生产Bt杀虫剂。

4　利用农副产品生产苏云金杆菌

史应武等在针对苏云金杆菌35的发酵优化研究中获得了优良的农副产品培养基配方（棉籽饼3.25 g/dL、玉米粉1.4 g/dL、麸皮1.2 g/dL、KH2PO4 0.11 g/dL、FeSO4 0.0049g/dL），用该培养基培养苏云金杆菌，与原始培养基相比，发酵液含菌数提高了63.7%，高达40.8×108cfu/mL；发酵液毒力66.1%，比对照培养基提高了81.5%。

蘑菇渣基底是一种木质纤维素，可以被用来生产生物燃料和培养微生物［25］。Songqing Wu等将蘑菇基底进行稀硫酸预处理、氢氧化钠预处理、氢氧化钙预处理、热水预处理4种不同的预处理，结果证明在2%稀硫酸、121°C、1h预处理条件下，蘑菇基底能得到最多的还原糖，高达284.24g/kg，且在培养Bt时产生胞子数最高，说明在培养微生物时蘑菇基底可作为具有成本效益的碳源使用。

五、利用废弃毛发水解液生产苏云金杆菌

唐凌云等利用毛发水解液生产的苏云金芽胞杆菌比常规黄豆粉培养基生产的苏云金芽胞杆菌杀虫效果略高［1］。试验说明，利用毛发水解液作为常规培养基中的氮源生产苏云金杆菌是可行的，并且符合当前经济环保的要求［2］。

六、利用沼液生产苏云金杆菌

唐凌云等还利用沼液生产Bt 546，其芽胞大量形成时间比黄豆粉培养基缩短了约6h。在生物毒性试验中表明，沼液A和沼液B培养的Bt 546半胞晶体混合液毒性略高黄豆粉，在相同的稀释倍数下棉铃虫的死亡率分别比黄豆粉提高了12.58%和5.43%［28］。这说明，营养成分丰富的沼液可以用来生产Bt杀虫剂。

当前最佳的筛菌方法是综合利用醋酸钠和抗生素筛菌方法。而利用味精废水，啤酒废水，污泥与其他原料复配，农副产品，废弃毛发水解液等发酵培养Bt菌均可以实现苏云金芽胞杆菌的正常生产，产品毒力达到农药制剂的水平，且生产成本低廉，实现了废弃物的再利用，显示出较好的应用前景，具备大量生产的基本条件，为工业化发酵生产提供了依据。

［1］朱桂梅，刘建国，龙施华，郝再彬.桂林市公园苏云金芽胞杆菌菌株的分离［J］.湖北农业科学，2013，52（17）：4107～4109.

［2］Calabrese DM，Niekerson KW，Lane LC.A，comparison of protein crystal subunit sizes Bacillus thuringiensis ［J］.Can.J.microbiol，2008，26：1006～1010.

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1674-2060（2016）05-0329-01