芽胞杆菌工程菌株B9BD产表面活性素发酵培养基优化

doi:10.16409/j.cnki.2095-039x.2022.02.006

中国生物防治学报 ›› 2022, Vol. 38 ›› Issue (2): 383-392.DOI: 10.16409/j.cnki.2095-039x.2022.02.006

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芽胞杆菌工程菌株B9BD产表面活性素发酵培养基优化

乔俊卿¹, 孙凯^1,2, 刘永锋¹, 陈夕军², 刘邮洲¹

1.江苏省农业科学院植物保护研究所，南京210014；2.扬州大学园艺与植物保护学院，扬州 225009

收稿日期:2021-05-24 出版日期:2022-04-08 发布日期:2022-04-20
通讯作者: 刘邮洲,博士,研究员,E-mail:shitouren88888@163.com;陈夕军,博士,副研究员,E-mail:xjchen@yzu.edu.cn
作者简介:乔俊卿,博士,副研究员,E-mail:junqingqiao@hotmail.com;孙凯,男,硕士研究生,E-mail:2243449705@qq.com
基金资助:
江苏省自然科学基金(BK20201239);江苏省自主创新项目(CX (20)3126);国家重点研发项目(2017YFD0200400)

Optimization of Fermentation Medium for the Production of Surfactin by Engineered Strain B9BD of Bacillus subtilis

QIAO Junqing¹, SUN Kai^1,2, LIU Yongfeng¹, CHEN Xijun², LIU Youzhou¹

1. Institute of Plant Protection, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing 210014, China; 2 School of Horticulture and Plant Protection, Yangzhou University, Yangzhou 225009, China

Received:2021-05-24 Online:2022-04-08 Published:2022-04-20

摘要/Abstract

摘要： 生物农药“纹曲宁”的主要活性成分—枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis Bs916可产生多种脂肽类抗生素。前期研究发现，degU和bmyA基因的突变株B9∆degU∆bmyA（B9BD）可以高效合成表面活性素（Surfactin）。本研究通过对培养基主要成分的单因素筛选并利用Design expert软件优化了工程菌株B9BD高效发酵产生Surfactin的培养基组分。通过Plackett-Burman试验、中心组合试验（CCD）和响应曲面法（RSM）优化了发酵Surfactin的最优培养基配方：葡萄糖24.27 g/L，黄豆粉29.05 g/L，牛肉浸膏3 g/L，NH₄NO₃4 g/L，L-亮氨酸2.36 g/L，KH₂PO₄3 g/L，NaCl 3 g/L，FeSO₄0.02 g/L。在优化培养基中，B9BD产生Surfactin的量高达到（934.25±32.67）mg/L，是其在LB培养基产量的5.6倍。以上研究结果将为Surfactin的高效发酵和应用提供理论基础和技术支撑。

关键词: 枯草芽胞杆菌, 表面活性素, Plackett-Burman试验, 中心组合试验, 响应曲面法

Abstract: Bacillus subtilis Bs916 is the main component of the biopesticide “Wenquning”, which can produce a variety of lipopeptide antibiotics, such as Surfactin, Fengycin and Iturin. In a previous study, an engineering strain B9∆degU∆bmyA (B9BD) was found to be highly efficient in the synthesis of Surfactin. In this study, Plackett-Burman experiment, central xomposite design and response surface methodology were used to optimize the fermentation medium components of strain B9BD for Surfactin production. The optimized fermentation medium for high-yield Surfactin of strain B9BD was: glucose 24.27 g/L, soybean meal 29.05 g/L, beef extract 3 g/L, NH₄NO₃ 4 g/L, L-Leucine 2.36 g/L, KH₂PO₄ 3 g/L, NaCl 3 g/L and FeSO₄ 0.02 g/L. After optimization, the highest production of Surfactin reached (934.25±32.67) mg/L, which was 5.6 times that of the LB medium. The above research results will provide the theoretical basis and technical support for the efficient fermentation and application of Surfactin.

Key words: Bacillus subtilis, Surfactin, Plackett-Burman experiment, central composite design, response surface methodology

中图分类号:

S476

乔俊卿, 孙凯, 刘永锋, 陈夕军, 刘邮洲. 芽胞杆菌工程菌株B9BD产表面活性素发酵培养基优化[J]. 中国生物防治学报, 2022, 38(2): 383-392.

QIAO Junqing, SUN Kai, LIU Yongfeng, CHEN Xijun, LIU Youzhou. Optimization of Fermentation Medium for the Production of Surfactin by Engineered Strain B9BD of Bacillus subtilis[J]. Chinese Journal of Biological Control, 2022, 38(2): 383-392.

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芽胞杆菌工程菌株B9BD产表面活性素发酵培养基优化

Optimization of Fermentation Medium for the Production of Surfactin by Engineered Strain B9BD of Bacillus subtilis

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