[發(fā)明專利]一種電刺激提高菌株生理生化活性的方法及其應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111387566.0
• 申請(qǐng)日: 2021-11-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114107280A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊統(tǒng)一;翟德麗;唐國(guó)騰;石靜;趙玉媛;李靜;徐信超;李海濤;張紅飛;張福征
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N13/00
• 分類號(hào): C12N13/00;C12N1/20;A01N63/22;A01P3/00;A01P21/00;C12R1/07
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 徐澍

本發(fā)明公開(kāi)了一種電刺激提高菌株生理生化活性的方法及其應(yīng)用。本發(fā)明方法通過(guò)惰性電極構(gòu)建了解淀粉芽孢桿菌（Bacillus amyloliquefaciens）ZJK1或貝萊斯芽孢桿菌（Bacillus velezensis）ZJK2菌株培養(yǎng)的電極體系，將活化的菌株用低壓直流電刺激，將溫度維持在30?37℃，培養(yǎng)16?24h，能夠提高功能菌株的生化活性20?50%，發(fā)酵密度提高1?2倍以上。該方法極大的提高菌株的生化活性和發(fā)酵密度，工藝簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，成本低廉。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微生物學(xué)科領(lǐng)域，具體涉及一種電刺激提高菌株生理生化活性的方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

植物生長(zhǎng)促進(jìn)菌是一群生活在根際范圍內(nèi)，對(duì)植物生長(zhǎng)有促進(jìn)作用的一群有益細(xì)菌的統(tǒng)稱。植物生長(zhǎng)促進(jìn)菌能夠通過(guò)代謝活動(dòng)活化土壤營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)植物吸收營(yíng)養(yǎng)、加快生長(zhǎng)等。而應(yīng)用富含活性促生菌的菌劑有利于修復(fù)土壤生態(tài)系統(tǒng)的平衡，恢復(fù)土壤肥力，引起了人們的廣泛關(guān)注。研究表明，植物生長(zhǎng)促進(jìn)菌能夠通過(guò)直接和間接兩種途徑來(lái)促進(jìn)作物生長(zhǎng)，直接作用如分泌植物激素促進(jìn)生長(zhǎng)，分泌有機(jī)酸促進(jìn)難溶磷轉(zhuǎn)化成有效磷，分泌固氮酶等增加土壤肥力，而間接作用包括誘導(dǎo)作物產(chǎn)生抗性、直接與病原菌拮抗等。目前影響植物生長(zhǎng)促進(jìn)菌應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題之一就是優(yōu)良菌種的篩選與培育。

低壓弱電場(chǎng)會(huì)對(duì)生物體細(xì)胞內(nèi)外的電荷分布、排列和運(yùn)動(dòng)情況產(chǎn)生影響，從而影響細(xì)胞新陳代謝和增殖。基于以上理論，將電場(chǎng)作為一種生物刺激因素，在微生物生長(zhǎng)過(guò)程中施加微小電場(chǎng)，具有能耗低、不產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)的特點(diǎn)，是一種綠色環(huán)保的技術(shù)。用電場(chǎng)處理果蔬，可以延緩其成熟期，減緩水分損失速率，從而延長(zhǎng)果蔬儲(chǔ)存時(shí)間。

近年來(lái)隨著研究的深入，電場(chǎng)的生物效應(yīng)已經(jīng)從宏觀層面不斷向微觀機(jī)理深入。資料顯示，電場(chǎng)可以影響細(xì)胞的代謝過(guò)程、細(xì)胞的基因表達(dá)、細(xì)胞增殖、酶活力和細(xì)胞膜通透性，從而影響細(xì)胞內(nèi)的自由基反應(yīng)和生物高分子合成。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種電刺激提高菌株生理生化活性的方法及其應(yīng)用，基于對(duì)所用菌株進(jìn)行弱電流刺激，提高菌株生化活性和發(fā)酵密度，所得電刺激菌株培養(yǎng)液可用于協(xié)助植物生長(zhǎng)及防治灰霉病和炭疽病。

為解決現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種電刺激提高菌株生理生化活性的方法，通過(guò)惰性電極構(gòu)建了菌株培養(yǎng)的電極體系，先進(jìn)行電化學(xué)誘導(dǎo)馴化，再利用低壓直流電刺激菌株的生長(zhǎng)，提高其生化活性和發(fā)酵密度，得到電刺激菌株培養(yǎng)液；所述菌株為解淀粉芽孢桿菌（Bacillus amyloliquefaciens）ZJK1或貝萊斯芽孢桿菌（Bacillus velezensis）ZJK2。

作為改進(jìn)的是，上述電刺激提高菌株生理生化活性的方法，包括以下步驟：

步驟1，菌株的活化

取低溫保存的菌株，按照體積比為5-10%的量接入滅菌后的500 mL三角瓶，瓶中裝有已滅菌的牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基中進(jìn)行活化，于28-37℃恒溫?fù)u床培養(yǎng)16-24h得活化后菌株種子液；

步驟2，電化學(xué)誘導(dǎo)

將滅菌后的惰性電極插入滅菌的牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基，按照體積比為5-10%的量，將活化后的菌株種子液接入的液體培養(yǎng)基，通過(guò)惰性電極通入低壓直流電，于28-37℃下恒溫?fù)u床培養(yǎng)24h，得電化學(xué)誘導(dǎo)馴化的菌株培養(yǎng)液；

步驟3，電刺激菌株的生長(zhǎng)

將電化學(xué)誘導(dǎo)馴化的菌株培養(yǎng)液按照體積比為5-10%接入滅菌后的牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基，通入低壓直流電刺激菌株的生長(zhǎng)，恒溫?fù)u床培養(yǎng)16-48h，即得電刺激菌株培養(yǎng)液。