假交替单胞菌WCPW15015培养基优化及其对弧菌病原拮抗机制初探

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哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)已成为华南地区海水养殖鱼类最严重的细菌性病原之一。充分利用微生物间拮抗作用实现生物防治是构建生态养殖模式的必由之路,其中拮抗菌培养基的优化和拮抗作用条件与机制的探明是拮抗菌在实践中应用的重要前提。本文在建立弧菌病原拮抗菌WCPW15015(属假交替单胞菌(Pseudoalteromonas sp))和哈维氏弧菌GDH11385(病原弧菌)的生长曲线和基于OD值的活菌计数标准曲线的基础上,确定了假交替单胞菌最适pH为7.6~7.8、最适温度为30℃、盐度为30。显微镜观察结果表明,WCPW15015呈“长杆状”且主动运动能力很强,GDH11385呈“圆弧状”且有一定运动能力。以2216E为基础培养基,通过改变氮源或碳源开展单因子试验,结果表明,氮源缺失时,假交替单胞菌WCPW15015不易生长;碳源缺失对其生长无明显影响。通过单因素实验筛选并确定其最佳碳源为红糖、最佳氮源为牛肉膏、最佳无机盐为磷酸铁。在2216E的基础上,通过额外添加上述碳源、氮源或无机盐,构建其优化培养基,结果表明,2216E+红糖(1g/L)可使菌悬液中菌体浓度由(1.183~4.213)×10~8CFU/mL提升至3.375×10~9CFU/mL,为今后建立该拮抗菌的连续发酵培养奠定了重要基础。采用琼脂扩散法,测定了假交替单胞菌WCPW15015菌悬液、菌体、胞外产物和胞内产物的拮抗作用效果,结果表明,WCPW15015菌悬液、菌体有显著的拮抗作用,WCPW15015胞外产物和胞内产物没有拮抗作用。平板拮抗试验结果表明,当弧菌存在时,拮抗菌可产生作用显著的拮抗圈,这表明该拮抗菌可识别弧菌并分泌某种化学物质抑制(半透明圈)或杀灭(全透明圈)病原弧菌。同时,共培养显微镜观察结果可见该拮抗菌能主动识别、包围和吞噬(偶发)病原弧菌,这可能是其拮抗病原弧菌的又一种重要方式。采用琼脂扩散法(pH 7.6、30℃、盐度30)测定菌体浓度对拮抗效果的影响,结果表明,当哈维氏弧菌浓度为10~3 CFU/mL时,假交替单胞菌的最小抑菌浓度为10~3 CFU/mL,抑菌圈直径为(8.40±0.16)mm;当哈维氏弧菌浓度为104 CFU/mL、105 CFU/mL时,假交替单胞菌的最小抑菌浓度均为105 CFU/mL,抑菌圈直径分别为(9.64±0.07)mm和(8.24±0.22)mm;以上结果符合多元二次方程:f(x,y)=9.09-0.3339x+0.02325y+0.00267x2-0.0002273xy-0.0002477y2。当哈维氏弧菌浓度为106 CFU/mL时,假交替单胞菌的最小抑菌浓度为107 CFU/mL,抑菌圈直径为(18.15±0.09)mm;当哈维氏弧菌浓度为107CFU/mL、10~8CFU/mL时,假交替单胞菌的最小抑菌浓度均为10~8 CFU/mL,抑菌圈直径分别为(18.53±1.34)mm和(11.68±2.58)mm;以上结果符合多元二次方程:f(x,y)=8.395-0.1682x+0.1161y+0.00106x2-0.00000675xy-0.0001026y2。总之,本研究确定了弧菌病原拮抗菌WCPW15015的最适生长条件,优化了其发酵培养基,并初步探明了其作用机制,为今后开发防控海水养殖哈维氏弧菌病原的益生菌制剂及其施用技术奠定了良好基础。
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