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环链棒束孢H-12-2缓释剂制作及其发酵产物生物学活性检测

赵丹晨  
【摘要】:环链棒束孢(Isaria cateniannulata)是一种常见的昆虫病原真菌,对鳞翅目和真螨目等刺吸式害虫有良好的接触抑制作用,其代谢产物所具有的生物活性在生物防治和农业调控中有巨大的发展前景。本次研究使用环链棒束孢H-12-2为原材料,制成一种环链棒束孢H-12-2缓释剂,改变向农田直接喷洒孢子粉模式,并且进一步对环链棒束孢H-12-2发酵后产物的生物活性进行具体的探究。本次课题的主要研究结果如下:1、从不同方面探索环链棒束孢H-12-2缓释剂包埋、释放的效果:不同包埋材料对效果的影响;不同孢子粉使用量对效果的影响。结果表明3种海藻酸钠/明胶/淀粉包埋材料对环链棒束孢H-12-2孢子粉的包埋、释放能力不同。通过使用3%海藻酸钠/0.5%明胶/0.5%淀粉为包埋剂制备的缓释剂与4%海藻酸钠和2%海藻酸钠/2%明胶为包埋剂制备的缓释剂相比较,小球耐受度最高,承重力可达3.53g;载药量增至4.08×10~9cfu/g;包埋率增至93.78%。壳聚糖浓度为0、10、20、30、40g/mL的这5种壳聚糖/海藻酸钠包埋剂对环链棒束孢H-12-2孢子粉的包埋、释放能力表现出:缓释剂颗粒粒径、小球耐受度、溶胀率与壳聚糖浓度成正相关;释放速率与壳聚糖浓度为负相关;随壳聚糖含量的增加,缓释微球成球率先升高后降低,在壳聚糖含量为30g/L成球率最高为89.98%。与壳聚糖/海藻酸钠微球相比海藻酸钠/明胶/淀粉微球耐受度明显偏低,释放率明显较好。分别将0.05、0.1、0.15、0.2g/mL的环链棒束孢H-12-2孢子粉加入包埋剂3%海藻酸钠/0.5%明胶/0.5%淀粉中发现:当孢子粉使用量为0.1g/mL时制成直径约为1.86mm的缓释剂微球,成球率为96.85%,释放速率平稳,在第7 d释放程度达到66.99%。过高或过低的芯材比都会降低小球的性能。2、对环链棒束孢H-12-2缓释剂进行配方优化,向原配方中分别加入碳源、氮源和表面活性剂。结果表明:当浓度为0.04g/mL时,作为碳源的蔗糖的最佳添加量为0.04g/mL,缓释微球对环链棒束孢H-12-2的释放率在第十天明显提升至82.90%,过高的蔗糖添加量导致释放效果降低、成球困难;NaNO_3作为氮源最适添加量为6g/L,NaNO_3加入量较小对缓释微球的耐受力并没有产生影响;吐温-20作为表面活性剂的最适添浓度为15%,添加吐温-20浓度为25%时包埋率降低至88.76%,吐温-20添加量为20%释放率在第10天提升至96.59%。3、在实验室条件下,将环链棒束孢H-12-2发酵后制作成不同浓度发酵液,作用于2、3、4龄蚜虫10d后发现,环链棒束孢H-12-2发酵后产物对蚜虫有一定致病、致死作用,对于相同虫龄的蚜虫来说死亡率随着孢子发酵液浓度从1×10~7cfu/mL增加到1.1×10~8cfu/mL而增加,并且随着蚜虫虫龄的降低,对发酵液越敏感,死亡率也升高,最高可达74.36%。4、在实验室条件下,将环链棒束孢H-12-2液体发酵后将发酵液按1:40、1:30、1:20、1:10、1:0比例稀释施放至小麦、黄豆、胡萝卜和菠菜幼苗中进行研究。结果发现,在发酵产物液稀释度为1:40时对小麦、黄豆、胡萝卜和菠菜的抑制效果最显著。培育7d后对种子萌发率的影响:菠菜胡萝卜小麦黄豆;对茎长影响:菠菜小麦黄豆胡萝卜;对根长的影响:菠菜小麦胡萝卜黄豆;对根重以及总重的影响:菠菜小麦黄豆胡萝卜。总体来说在四种作物中菠菜对其发酵产物带来的胁迫作用更为敏感,并且在稀释范围1:0~1:40内,浓度越高胁迫作用越强。


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