抗菌肽高产技术与应用

成果编号：32875

价格：面议

完成单位：南京农业大学

单位类别：211系统院所

完成时间：2022年

成熟程度：批量生产阶段

服务产业领域：生物技术与医药、现代农业

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发布人：辛志宏离线

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植物病原微生物引发的植物病害传播较快且感染面积大，给农业经济带来巨大的影响，是农业发展必须关注且迫切需要解决的问题。近年来，利用化学农药控制由微生物引发的植物病害是主要的解决方案，比如多菌灵的使用，但化学农药在保障我国农业经济发展的同时也给环境和生态带来了严重的污染与危害。芽孢杆菌属能够产生surfactin、plipastatin（也称为Fengycin）、Iturn等多种生物活性次级代谢产物，对多种病原菌具有杀灭与抑制作用，是有效的微生物防控菌种。本技术以高产抗菌肽[表面活性素(surfactin)、丰原素(fengycin)、伊枯草菌素(iturin)]的野生芽孢杆菌为原始菌株，采用合成生物学方法，分别捕获表面活性素、丰原素和伊枯草菌素的生物合成基因簇，并于枯草芽孢杆菌中表达，构建了单产表面活性素、单产伊枯草菌素和单产丰原素的工程菌株，抗菌肽fengycin产量大于5g/L，iturin产量大于15g/L，surfactin产量大于5g/L。这３株工程菌株的发酵产物对炭疽杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、镰刀菌、桔青霉等病原菌具有很强的杀灭作用，对蛾、蚜虫、炭疽病、白粉病亦有强的杀灭效果。其中，单产伊枯草菌素和丰原素的工程菌株对细菌和丝状真菌具有强的杀菌作用，伊枯草菌素对病原真菌的杀菌活性是氨苄青霉素的500~1000倍，单产表面活性素工程菌株对细菌具有强的抑制作用。3株工程菌株发酵产物可用于农业病虫害生物防治、生物农药、果蔬采后贮藏保鲜、饲料生产中能有效抑制各种病原细菌、杀灭丝状病原真菌、控制真菌毒素的产生。

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成果介绍

科技计划：省部级：

成果形式：新技术、新工艺

合作方式：技术转让、技术服务

参与活动： 2022年高校院所走进镇江产学研合作对接活动第二届江苏产学研合作对接大会 2023年高校院所服务苏北五市产学研合作对接活动

专利情况：未申请专利

成果简介

成果概况

创新要点

野生型芽孢杆菌能够抑制多种病原细菌和真菌，主要原因在于能够产生抗菌脂肽，但是野生型芽孢杆菌的抗菌脂肽产量低，难以直接应用于工业化生产。 1 基于能够产生多种抗菌脂肽的野生型解淀粉芽孢杆菌，经过工程化改造，可单产15种丰原素，其中包括6种新的丰原素，总产量>5g/L，该菌株对Clostridium perfringens，Bacillus anthracis，Staphylococcus aureus，Micrococcus tetragenus和Escherichia coli 等病原细菌有强的抑制作用，对部分丝状真菌具有较强抑制作用。　 2 构建了单产伊枯草菌素(iturin)的工程菌株，经过工程化改造，该菌株可产生8种iturin，总产量>15g/L；该菌株对Fusarium matsutum，Botrytis cinerea，Fusarium tricinctum和Colletotrichum capsica等丝状真菌具有强的抑制作用，对病原真菌的杀菌活性是阳性对照氨苄青霉素的500~1000倍。３构建了单产表面活性素(surfactin)的工程菌株，经过工程化改造，产量>5g/L；该菌株对Clostridium perfringens，Bacillus anthracis，Staphylococcus aureus，Micrococcus tetragenus和Escherichia coli 等病原细菌有强的抑制作用，对丝状真菌具有弱的抑制作用。

主要技术指标

1 单产fengycin工程化菌株可产生15种fengycin，经过中试发酵（发酵40L,放大40倍），发酵产物中fengycin产量大于5g/L，是迄今为止报道的单产fengycin最高产量菌株；该菌株对多种病原细菌和真菌具有强的杀菌活性，抑菌直径为8-20 mm，抑菌浓度IC50 50~60 μg.mL-1，其中对金黄色葡萄球菌和炭疽芽孢杆菌杀菌效果最强，活性强于阳性对照氨苄西林青霉素；该菌发酵提取物对白色念珠菌、燕麦镰刀表现出强的抑制活性，抑菌圈直径分别为8-17 mm和7-12 mm。 2单产伊枯草菌素(iturin)的工程菌株，可产生8种iturin，总产量>15g/L；该菌株对Fusarium matsutum，Botrytis cinerea，Fusarium tricinctum和Colletotrichum capsica等丝状真菌具有强的抑制作用，对病原真菌的杀菌活性是阳性对照氨苄青霉素的500~1000倍。

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