暹罗芽胞杆菌FJAT⁃45551用于农业生物防治的优化培养

Optimized cultivation for agricultural biological control of the Bacillus siamensis strain FJAT⁃45551

摘要

以具有防病促长且抑菌谱广的暹罗芽胞杆菌（Bacillus siamensis）FJAT⁃45551为出发菌株，分别以生物量和发酵液的青枯雷尔氏菌和尖孢镰刀菌抑菌活性为指标，通过单因子和正交试验对其培养基成分和发酵培养条件进行优化，从而提高其抑菌活性。结果表明，优化后的培养基配方为：麸皮20 g/L，蛋白胨25 g/L，MgSO₄·H₂O 0.2 g/L，CaCl₂ 0.1 g/L，FeSO₄·7H₂O 0.1 g/L，NaH₂PO₄·H₂O 0.5 g/L，K₂HPO₄ 0.5 g/L；最适发酵培养条件为：接种量1%、摇床转速130 r/min、温度20 ℃、装液量50 mL （250 mL的摇瓶装液50 mL）、初始pH值为6.0。在优化的发酵条件下，FJAT⁃45551发酵液对番茄青枯病菌（Ralstorinia solanacearum）FJAT⁃91的抑菌圈直径达30.82 mm，较优化前的抑菌圈直径增加了9.09 mm，抑菌活性提高了41.83%。

Abstract

The Bacillus siamensis strain FJAT⁃45551 was selected as an original strain due to its potential of disease prevention and growth promotion with a wide antimicrobial spectrum. To increase antimicrobial activity of the strain FJAT⁃45551， the medium composition and fermentation conditions were optimized by single factor and orthogonal test， using the biomass and the antimicrobial activity of fermentation broth as the indices. The results showed that the optimized medium of strain FJAT⁃45551 consisted of wheat bran 20 g/L， peptone 25 g/L， MgSO₄·H₂O 0.2 g/L， CaCl₂ 0.1 g/L， FeSO₄·7H₂O 0.1 g/L， NaH₂PO₄·H₂O 0.5 g/L and K₂HPO₄ 0.5 g/L. The optimum fermentation conditions were as follows： inoculum volume 1%， rotating speed 130 r/min， temperature 20 ℃， bottled fluid volume 50 mL in 250 mL shake flask， and initial pH6.0 of the culture medium. Under the optimized fermentation conditions， the inhibition zone diameters of FJAT⁃45551 fermentation broth against Ralstorinia solanacearum FJAT⁃91 reached to 30.82 mm， which was increased by 9.09mm and the antimicrobial activity was increased by 41.83% compared to those without optimization.

Graphical abstract

关键词

暹罗芽胞杆菌FJAT⁃45551 / 发酵条件优化 / 青枯病菌

Key words

Bacillus siamensis FJAT⁃45551 / optimization of fermentation condition / Ralstorinia solanacearum

0 前 言

目前对植物病害的防治主要为化学防治，但由于长期使用化学农药，导致环境污染、害虫病原菌抗药性直线上升等安全问题日益凸显。随着人们对食品安全的日益重视和控制病虫害可持续发展的需要，生物防治日益受到各国政府的重视，生防菌株的开发成为微生物农药研究的一大热点^［1］。芽胞杆菌（Bacillus spp.）是一类好氧或兼性厌氧，能产生抗逆性内生孢子（芽胞）的细菌，是一类重要的微生物资源^［2］，广泛分布于土壤，植物叶面、根际或体内。芽胞杆菌能产生多种对植物有益的次生代谢产物，如多样的抑菌活性物质，包括非核糖体途径合成的脂肽类抗生素（伊枯草菌素、表面活性素和泛革素）以及核糖体途径合成的拮抗蛋白物质（细菌素和细胞壁降解酶类如几丁质酶、葡聚糖酶）等，能够有效抑制多种植物病原菌^［3~5］，因此，芽胞杆菌被广泛应用于生防中。目前，国内外被应用于植物生物防治中的芽胞杆菌主要有：苏云金芽胞杆菌（Bacillusthuringiensis）^［6］、枯草芽胞杆菌（Bacillus subtilis）^［7］、解淀粉芽胞杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）^［8］、地衣芽胞杆菌（Bacillus licheniformis）^［9］和短小芽胞杆菌（Bacillus pumilis）等^［10］。

良好的培养基和培养条件是提高菌株代谢产物的基础和保障，能为其提供充足的营养物质来源以及生存环境条件^［11］。对芽胞杆菌的发酵培养基成分及培养条件优化的相关报道较多，不同的发酵条件对微生物的生长代谢、繁殖速率以及抑菌活性物质的产生有着极大的影响。有学者通过单因素试验和正交试验对地衣芽胞杆菌BLy的发酵培养基成分和培养条件进行优化，优化后菌株对金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）的抑菌活性提高了31.7%，抑菌圈直径为22.00 mm，较优化前的增加了5.30 mm^［12］。有研究通过单因子正交试验，优化了解淀粉芽胞杆菌HAB⁃7菌株的碳源、氮源，优化结果显示HAB⁃7对芒果炭疽菌（Colletotrichum gloeosporioiles）的抑菌率达78.3%，较BPA培养的HAB⁃7发酵液抑菌率提高了10.80%，活菌数达1.97×10¹⁰ CFU/mL^［13］。还有研究者采用单因素试验和响应面法对短短芽胞杆菌FJAT⁃0809⁃GLX发酵培养基成分进行优化，优化后主要抑菌活性物质羟苯乙酯的平均产量为8.15 µg/mL，较优化前的培养基提高了286.26%^［14］。

生防菌株能否被成功开发成微生物农药，关键在于其发酵工艺的稳定性以及较高的活菌数。笔者前期从150余株芽胞杆菌潜在新种中筛选出一株具有防病促长的菌株FJAT⁃45551，且抑菌谱广，能有效抑制青枯病菌（Ralstorinia solanacearum）FJAT⁃91、尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）FJAT⁃282、沙门氏菌（Salmonella sp.）FJAT⁃229、根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）FJAT⁃231、黄单胞菌（Xanthomonas sp.）LC、木霉菌（Trichodrema sp.）FJAT⁃31027、黑曲霉（Aspergillus niger）FJAT⁃31087和胶孢炭疽菌（Colletotrichum gloeosporioides）FJAT⁃9253等病原菌。结合FJAT⁃45551菌株菌落与细胞形态、生理生化特性和16S rDNA序列分析，鉴定该菌株为暹罗芽胞杆菌（Bacillus siamensis）。

关于暹罗芽胞杆菌的研究有过许多报道，如暹罗芽胞杆菌新种的发现^［15］，暹罗芽胞杆菌烃类物质的降解作用^［16］；暹罗芽胞杆菌对大白菜促长作用^［17］；暹罗芽胞杆菌对大白菜抗高温和真菌病害侵染作用^［18］；暹罗芽胞杆菌广谱抗菌肽研究^［19］；暹罗芽胞杆菌作为水产益生菌研究^［20］；暹罗芽胞杆菌对三七根部病害防治^［21］；暹罗芽胞杆菌对药用植物内生菌促长作用^［22］。作为抑制青枯雷尔氏菌和尖孢镰刀菌的生防菌暹罗芽胞杆菌培养基与培养条件的优化未见报道。为了进一步提高菌株FJAT⁃45551的生防效果，本研究以番茄枯萎病尖孢镰刀菌FJAT⁃282和青枯病菌FJAT⁃91为病原指示菌，以提高其抑菌活性为目的，采用单因子试验和正交试验对其发酵条件进行优化，为后期该菌株的发酵生产工艺研究及开发应用提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试菌株

芽胞杆菌菌株：FJAT⁃45551；病原指示菌：土传性枯萎病尖孢镰刀菌FJAT⁃282、番茄青枯病菌FJAT⁃91，均由福建省农业科学院农业生物资源研究所提供。

1.1.2 培养基

LB培养基：蛋白胨10 g，酵母浸出粉5 g，氯化钠5 g，蒸馏水1 000 mL，pH 7.0~7.2；

NA培养基（含糖）：蛋白胨5 g，牛肉浸出粉3 g，葡萄糖10 g，蒸馏水1 000 mL，pH 7. 0~7.2；

PDB马铃薯葡萄糖营养肉汤：称取马铃薯葡萄糖营养肉汤35 g溶于1000 mL蒸馏水中，调pH 7.0~7.2；

PDA马铃薯葡萄糖琼脂培养基：于PDB中添加1.75%琼脂粉；

碳源基础发酵培养基：（NH₄）₂SO₄ 2.0 g，MgSO₄·H₂O 0.2 g，NaH₂PO₄·H₂O 0.5 g，K₂HPO₄ 0.5 g，CaCl₂ 0.1 g，FeSO₄·7H₂O 0.1 g，蒸馏水1 000 mL，pH 7.0~7.2；

以上培养基的固体培养基：加1.75%琼脂粉；半固体培养基：加0.9%琼脂粉。

1.2 方法

1.2.1 种子液制备

将芽胞杆菌菌株FJAT⁃45551划线于LB平板，倒置培养2 d后，挑取单菌落接种于新的LB液体培养基中，30 ℃，170 r/min，振荡培养1 d为种子液。

1.2.2 菌株生长曲线的测定

比浊法测定菌株FJAT⁃45551生长曲线：取种子液按1%接种量接种于新的LB液体培养基中，在30 ℃，170 r/min培养0~32 h，每隔2 h取一次发酵菌液，适当稀释，用紫外分光光度计测定OD_{600 nm}值（使OD_{600 nm}值在0.1~0.8），重复3次取平均值，以培养时间为横坐标，OD_{600 nm}值为纵坐标，绘制FJAT⁃45551的生长曲线。

1.2.3 发酵培养基成分的单因子试验

综合菌株FJAT⁃45551发酵液的OD_{600 nm}值及对病原菌FJAT⁃282、FJAT⁃91的抑菌活性（抑菌圈直径），筛选最佳的碳源、氮源和最适碳源含量、最适氮源含量。

最佳碳源：以碳源基础发酵培养基为基础，分别添加含量为0.5%的6种不同碳源（葡萄糖、蔗糖、可溶性淀粉、米糠、玉米粉、麸皮）作为唯一碳源，配制发酵培养基。按接种量为1%，将种子液分别转接于上述培养基（100 mL/250 mL）中，30 ℃，170 r/min，培养2 d，每组3次重复，测定发酵液OD_{600 nm}及抑菌活性，筛选最佳碳源。

最适碳源含量：以前一步骤为基础，分别设碳源含量为0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%，每组3次重复，测定发酵液OD_{600 nm}及抑菌活性，筛选碳源的最适含量。

最佳氮源：以前一步骤为基础，分别添加含量为1.0%的6种不同氮源（蛋白胨、牛肉浸出粉、硫酸铵、尿素、黄豆粉、鱼粉），配制发酵培养基，以不添加氮源为对照（CK），每组3次重复，发酵条件同上，测定发酵液OD_{600 nm}及抑菌活性，筛选最佳氮源。

最适氮源含量：以前一步骤为基础，分别设氮源含量为0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%，每组3次重复，测定发酵液OD_{600 nm}及抑菌活性，筛选氮源的最适含量。

1.2.4 发酵培养条件的单因子试验和正交试验

以菌株FJAT⁃45551发酵液的OD_{600 nm}值较高且对青枯病菌FJAT⁃91的抑菌活性最强（抑菌圈直径）为指标，对培养条件（装液量、pH、接种量、温度和转速）进行优化。

发酵培养条件的单因子试验：以优化后的培养基为发酵培养基。装液量分别设置为250 mL的摇瓶装液25、50、75、100、125和150 mL；接种量分别设置为1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%和9%；培养基初始pH分别设置为5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0和8.5；培养温度分别设置为20、25、30、35和40 ℃；摇床转速分别设置为130、150、170、190和210 r/min。每组3次重复，测定发酵液OD_{600 nm}及抑菌活性。

多因素正交优化设计：以单因子试验筛选出的最佳装液量、pH、接种量、温度和转速的其中三个因素为变异因素，采用L⁹（3⁴）正交试验表进行培养条件优化，以LB培养的菌株FJAT⁃45551的发酵液为对照（CK），于30 ℃，170 r/min，培养 2d，每组3次重复，测定发酵液OD_{600 nm}及抑菌活性，确认最适的摇瓶发酵培养条件。

1.3 测定方法

1.3.1 生物量

采用紫外分光光度计UV2550，在波长为600 nm时测菌株FJAT⁃45551发酵液（适当稀释）的OD值，确保OD值范围在0.1~0.8内，以空白培养基为对照，3次重复。发酵液OD_{600 nm}值越大表示菌体数越多，反之越少。

1.3.2 抑菌活性测定

采用抑菌圈法，分别测定FJAT⁃45551发酵液对枯萎病菌FJAT⁃282和青枯病菌FJAT⁃91的抑菌活性。将病原菌FJAT⁃282和FJAT⁃91分别于PDB和NA液体培养基中培养2 d，制备菌悬液。分别配制双层PDA和NA培养基平板，下层为10 mL固体培养基，上层为含有1%病原菌的5 mL半固体培养基，双层培养基打孔备用。将培养后的FJAT⁃45551发酵液于8 000 r/min，离心15 min，取上清液100 µL加入上述孔中，30 ℃培养2~3 d，拍照记录，测量抑菌圈直径。

1.4 数据处理

极差分析法分析正交试验结果；采用DPS数据处理系统进行显著性差异分析，用GraphPad Prism 8作图。

2 结果与分析

2.1 暹罗芽胞杆菌FJAT⁃45551发酵培养基的单因子试验

2.1.1 暹罗芽胞杆菌FJAT⁃45551最佳碳源的筛选

以尖孢镰刀菌FJAT⁃282和青枯病菌FJAT⁃91为指示菌，通过单因子试验筛选菌株FJAT⁃45551的最佳碳源。结果如表1所示，不同碳源对FJAT⁃45551的生物量和抑菌活性影响效果显著，但其生物量与抑菌活性不呈正相关。当碳源为米糠时，生物量最大，OD_{600 nm}值为1.29，其次麸皮，OD_{600 nm}值为1.13，生物量由大到小排列为：米糠>麸皮>可溶性淀粉>蔗糖>葡萄糖>玉米粉。米糠作为唯一碳源时，FJAT⁃45551发酵液对尖孢镰刀菌FJAT⁃282和青枯病菌FJAT⁃91的抑菌活性显著，抑菌圈直径分别为：（20.16±0.82） mm、（21.63±1.02） mm；麸皮作为唯一碳源时，对尖孢镰刀菌FJAT⁃282和青枯病菌FJAT⁃91的抑菌活性亦显著，抑菌圈直径分别为：（22.24±0.31） mm、（21.31±1.02） mm。从抑菌活性来看，FJAT⁃45551发酵液对枯萎病尖孢镰刀菌FJAT⁃282的抑菌圈直径由大到小排列为：麸皮>玉米粉>米糠>可溶性淀粉>葡萄糖>蔗糖。对青枯病菌FJAT⁃91的抑菌圈直径由大到小排列为：米糠>麸皮>可溶性淀粉>葡萄糖>玉米粉>蔗糖。因此，综合菌株FJAT⁃45551的生物量和抑菌活性，最终确认最佳碳源为麸皮。而且，麸皮作为农副产品，价格低廉，适合工业化生产。

2.1.2 暹罗芽胞杆菌FJAT⁃45551碳源的最适含量

以青枯病菌FJAT⁃91为病原指示菌，通过单因子试验，筛选菌株FJAT⁃45551培养基碳源（麸皮）的最适含量。结果如图1所示：麸皮含量与FJAT⁃45551的生物量和抑菌活性呈正相关。当麸皮含量为0.5%~4.0%时，FJAT⁃45551的生物量和发酵液对青枯病菌FJAT⁃91抑菌活性均也呈正态分布，先升高后降低。当麸皮含量为2.0%时，OD_{600 nm}值最大，为4.42，此时对青枯病菌FJAT⁃91抑菌活性最高，抑菌圈直径最大，为18.05 mm。因此，综合菌株FJAT⁃45551的生物量和抑菌活性，最终确认麸皮的最适含量为2.0%。

2.1.3 暹罗芽胞杆菌FJAT⁃45551最佳氮源的筛选

以枯萎病尖孢镰刀菌FJAT⁃282和青枯病菌FJAT⁃91为病原指示菌，通过单因子试验筛选菌株FJAT⁃45551的最佳氮源，结果如表2所示，不同氮源对FJAT⁃45551的生物量和抑菌活性影响效果显著，但其生物量与抑菌活性不呈正相关。当以蛋白胨为氮源时，生物量最大，OD_{600 nm}值为3.96，生物量由大到小排列为：蛋白胨>硫酸铵>鱼粉>尿素>黄豆粉>牛肉膏。从抑菌活性来看，FJAT⁃45551对尖孢镰刀菌FJAT⁃282的抑菌圈直径由大到小排列为：尿素>牛肉膏>蛋白胨>硫酸铵>黄豆粉>鱼粉；对青枯病菌FJAT⁃91的抑菌圈直径由大到小排列为：蛋白胨>牛肉膏>硫酸铵>鱼粉>尿素>黄豆粉。蛋白胨为氮源时，对尖孢镰刀菌FJAT⁃282的抑菌活性不显著，抑菌圈直径为（24.54±0.69） mm与CK相当；与其他氮源相比，对青枯病菌FJAT⁃91的抑菌活性显著，抑菌圈直径为（27.47±0.28） mm。因此，综合菌株FJAT⁃45551的生物量和抑菌活性，最终确认最佳氮源为蛋白胨。

2.1.4 暹罗芽胞杆菌FJAT⁃45551氮源的最适含量

以青枯病菌FJAT⁃91为病原指示菌，通过单因子试验，筛选菌株FJAT⁃45551培养基氮源（蛋白胨）的最适含量。结果如图2所示：当蛋白胨含量为0.5%~4.0%时，FJAT⁃45551生物量与抑菌活性呈正相关，FJAT⁃45551发酵液对青枯病菌FJAT⁃91抑菌活性呈正态分布，先升高后降低。当蛋白胨含量为2.50%时，OD_{600 nm}值最大，为2.05，此时，FJAT⁃45551发酵液对青枯病菌FJAT⁃91抑菌活性最高，抑菌圈直径最大，达27.98 mm。因此，综合菌株FJAT⁃45551的生物量和抑菌活性，最终确认蛋白胨的最适含量为2.5%。

2.2 暹罗芽胞杆菌FJAT⁃45551发酵培养条件的单因子试验和正交试验

2.2.1 装液量对暹罗芽胞杆菌FJAT⁃45551抑菌活性的影响

通过单因子试验，确认不同装液量对菌株FJAT⁃45551生物量和抑菌活性的影响，结果如图3所示：250mL摇瓶中，不同装液量对FJAT⁃45551的生物量和抑菌活性影响差异显著，生物量与抑菌活性呈正相关关系。当装液量为25~50 mL时，FJAT⁃45551的生物量与抑菌活性随着装液量升高而增大，当装液量为50~150 mL时，生物量减少，抑菌活性也随之降低。当装液量为50 mL时，FJAT⁃45551生物量最大，OD_{600 nm}值为6.19，此时发酵液对青枯病菌FJAT⁃91的抑菌活性最强，抑菌圈直径达27.43 mm。综上述，菌株FJAT⁃45551的最适装液量为50 mL。

2.2.2 接种量对暹罗芽胞杆菌FJAT⁃45551抑菌活性的影响

通过单因子试验，确认不同接种量对菌株FJAT⁃45551生物量和抑菌活性的影响，结果如图4所示：当接种量为1%~9%时，不同的接种量对FJAT⁃45551生物量和抑菌活性的影响效果不显著，因此确定其最终接种量为1%。

2.2.3 初始pH对暹罗芽胞杆菌FJAT⁃45551抑菌活性的影响

通过单因子试验，确认培养基初始pH对菌株FJAT⁃45551生物量和抑菌活性的影响，结果如图5所示：培养基不同初始pH对FJAT⁃45551的生物量和抑菌活性影响差异显著，但生物量与抑菌活性不呈正相关。当pH为5.5~7.0时，OD_{600 nm}随着pH增大而增大，当pH为7.0~8.5时，OD_{600 nm}随着pH增大而减小，当pH为7.0时，生物量最大。从抑菌活性来看，当pH为5.5~8.5时，FJAT⁃45551的抑菌活性几乎是随着pH的增大而降低，说明FJAT⁃45551在碱性环境中，不利于其抑菌活性物质的积累；当pH为5.5~6.5时，抑菌活性差异显著，当pH为6.0时，抑菌活性最强，抑菌圈直径为18.17 mm。因此，菌株FJAT⁃45551培养基的初始pH以5.5~6.5为宜。

2.2.4 温度对暹罗芽胞杆菌FJAT⁃45551抑菌活性的影响

通过单因子试验，确认不同培养温度对菌株FJAT⁃45551生物量和抑菌活性的影响，结果如图6所示：不同温度对FJAT⁃45551的生物量和抑菌活性影响差异显著，生物量与抑菌活性呈正相关。当温度为20~30 ℃时，抑菌活性差异显著；当温度为25 ℃时，生物量最大，抑菌活性为最强，抑菌圈直径达29.23 mm。在30~40 ℃时，随着温度的升高，生物量和抑菌活性随之降低。因此，菌株FJAT⁃45551的最适培养温度为25 ℃。

2.2.5 转速对暹罗芽胞杆菌FJAT⁃45551抑菌活性的影响

通过单因子试验确认不同摇床转速对菌株FJAT⁃45551生物量和抑菌活性的影响，结果显示：当摇床转速为130~210 r/min时，转速对FJAT⁃45551生物量和抑菌活性的影响差异显著；随着摇床转速逐渐升高，FJAT⁃45551的生物量和抑菌活性随之降低。当摇床转速为130 r/min时，FJAT⁃45551的生物量最大，抑菌活性最强，抑菌圈直径为20.52 mm，而当转速为190 r/min时，抑菌圈直径只有13.52 mm。因此，最适转速为130 r/min（图7）。

2.2.6 暹罗芽胞杆菌FJAT⁃45551培养条件优化

根据单因子试验结果发现装液量（A）、初始pH（B）和温度（C）三个因素对菌株FJAT⁃45551生物量和抑菌活性影响较显著，因此采用L⁹（3⁴）正交表（表3），设计三因素三水平的正交试验，为进一步确定影响菌株FJAT⁃45551生物量和抑菌活性因素的最优的配比，结果见表4。

采用极差分析法确定正交试验结果，从抑菌圈直径来看，极差R_C>R_A>R_B，因此装液量、pH和温度三个因素对FJAT⁃45551抑菌活性的影响由大到小为：温度>装液量>pH；但K_B<K_D，因此pH对抑菌活性的影响不显著。其次从生物量来看，极差R_A>R_B>R_C，因此各因素对生物量大小的影响由大到小为：装液量>pH>温度，但R_B<R_D，R_C<R_D，因此pH和温度对FJAT⁃45551的生物量影响不显著（表4）。

K值可以反映各因素对菌株FJAT⁃45551抑菌活性的影响，取各因素K值（抑菌圈直径）的最大值为最高水平，得到抑菌活性最强的培养条件组合为C1A2B1，即温度20 ℃、装液量50 mL、pH 6.0。因此菌株FJAT⁃45551的最适培养条件为接种量1%、摇床转速130 r/min、温度20 ℃、装液量50 mL、培养基初始pH 6.0。

2.3 暹罗芽胞杆菌FJAT⁃45551优化前后活性比较

结合单因子试验和正交试验，确认暹罗芽胞杆菌FJAT⁃45551的发酵培养基配方为：麸皮20 g/L，蛋白胨25 g/L，MgSO₄·H₂O 0.2 g/L，CaCl₂ 0.1 g/L，FeSO₄·7H₂O 0.1 g/L，NaH₂PO₄·H₂O 0.5 g/L，K₂HPO₄ 0.5 g/L；最适发酵培养条件为：接种量1%、摇床转速130 r/min、温度20 ℃、装液量50 mL/250 mL、培养基初始pH 6.0。在优化后的发酵条件下，菌株FJAT⁃45551发酵液对青枯病菌FJAT⁃91的抑菌圈直径为30.82 mm，与优化前的发酵液（以LB为培养基，于30 ℃，170 r/min培养2 d）相比，抑菌圈直径增加了9.09 mm，抑菌活性提高了41.83%（图8）。

3 讨 论

培养基的成分^{［14，23］}及培养条件^{［24，25］}对芽胞杆菌菌株的生长繁殖，活性物质的产生均具有极大的影响。理论上讲，在同等条件下，菌株发酵液的抑菌活性越强，说明该菌株产生的次生代谢活性物质越多。而抑菌物质的合成受培养基成分（碳源、氮源、无机盐、生长因子）及培养条件（温度、接种量、通气量）等的影响。有研究表明，通过单因素和正交试验，确定了枯草芽胞杆菌CS16的发酵培养基组成，优化后的抑菌活性提高了7%^［24］；还确定了淀粉芽胞杆菌TWC2的培养基组成配方，结果表明优化后的发酵液对甘蔗赤腐病菌的抑制能力较优化前提高了39.91%^［26］。因此，为提高暹罗芽胞杆菌FJAT⁃45551的抑菌活性，增加其抑菌活性物质的产量，本研究以抑菌活性为主要指标，综合生物量，从碳源（含量）、氮源（含量）、装液量、接种量、初始pH、温度和转速等方面对其培养基成分和培养条件进行优化。

通过单因子试验，结果表明各因素对FJAT⁃45551的生物量和抑菌活性的影响不一致，碳源、碳源含量、氮源、装液量、初始pH、温度和转速对抑菌活性的影响较大，而氮源含量和接种量对其影响较小。另外，研究发现FJAT⁃45551生物量高时，其抑菌活性不一定强，说明随着培养条件的改变，对其产抑菌物质能力有一定影响，因此，把握发酵条件的最优配比是非常重要的。

通过正交试验，可以研究多因素多水平间的交互作用对FJAT⁃45551生物量和抑菌活性的影响，本研究在单因子试验的基础上，对培养条件的三个因素进行正交试验，筛选出最优的组合。优化后的暹罗芽胞杆菌FJAT⁃45551，对青枯病菌FJAT⁃91的抑菌活性得到了显著提高，为其在农业生物防治方面的应用提供参考。

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基金资助

福建省农业科学院农业生物基因组项目(A2015⁃3)

福建省农业科学院农业生物基因组项目(A2017⁃4)

福建省农业科学院科技创新团队(STIT2017⁃1⁃11)