Pseudomonas koreensis发酵工艺优化及其对玉米促进生长和提高质量的效果研究

摘要

为探究韩国假单胞菌（Pseudomonas koreensis GS，以下简称GS）的液体发酵滤液是否具有促进植物生长、提高植物抗逆性的作用，以GS菌株发酵液中活菌数和菌悬液OD₆₀₀值为试验的检测指标，采用单因素试验对GS菌株的接种量、培养温度、时间、转速和pH等5个方面进行筛选优化以确定最优发酵条件；对不同种类的碳源、氮源和无机盐进行单因素试验以确定最适培养基组分，并进行正交试验优化培养基配比和浓度，以筛选确定最优发酵培养基；通过测定玉米的生物学和品质指标以验证GS发酵滤液的田间应用效果。结果表明：1)优化后最适培养基配方的碳源为m（牛肉膏）∶m（糖蜜）=1∶1,5 g/L；氮源为酵母浸膏，5 g/L；无机盐为m（氯化钠）∶m（硫酸镁）=1∶2,5g/L。2)最适发酵条件为发酵时长为24 h，温度为30℃，pH为7，接种量为0.5%，转速为200 r/min。3)按该方案发酵生产的活菌数达到1.38×10¹¹ cfu/mL,OD₆₀₀值达到1.89，为优化前的8.36倍，且生产成本可大约节省30%～40%。4)经GS处理的玉米株高、茎叶鲜重、茎叶干重、根系鲜重、根系干重分别增加17.28%、35.13%、53.56%、40.65%、25.38%，分叶数量、根系活力和玉米棒长分别增加6.35%、37.82%和11.45%。5)籽粒中全磷、钙和淀粉含量分别增加30.19%、60.82%和31.67%，全氮、黄酮和粗蛋白含量分别增加9.93%、51.85%和10.01%。总之，优化后的培养基配方和发酵条件相对NB培养基和初始发酵条件，不仅可有效提高单位体积发酵液中GS菌株的菌体量，也可降低培养基成本，且GS发酵滤液具有促进植物生长、提高品质的良好田间应用效果。本研究可为GS的高效发酵和田间应用提供科学依据。

关键词

Pseudomonas koreensis / 发酵工艺优化 / 玉米 / 提质促生 / 田间应用

基金资助

鄂尔多斯市科技重大专项(2022EEDSKJZDZX019); 咸阳市“科学家+工程师”队伍建设项目(L2024-CXNL-KJRCTD-DWJS-0005); 陕西省重点研发计划(S2024-YF-ZDCXL-ZDLNY-0162);陕西省重点研发计划(S2024-YF-ZDXM-NY-0223)