中度嗜鹽菌Halobacillus Y5的生物學(xué)特性研究

王艷紅++鄭小亮++曹寧++賈桂燕++岳才軍

摘 要：該文對(duì)中度嗜鹽菌Halobacillus Y5的生物學(xué)特性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：Halobacillus Y5菌株的最佳生長(zhǎng)溫度為30℃，生長(zhǎng)較佳的酸堿度范圍為7.0～9.0，NaCl耐受范圍為3%～15%（w/v），最適濃度為9%（w/v）；營(yíng)養(yǎng)條件方面，該菌生長(zhǎng)的最適碳源為蔗糖，最適氮源為蛋白胨。

關(guān)鍵詞：中度嗜鹽菌；Halobacillus；生物學(xué)特性

中圖分類號(hào) Q939.96 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2017）04-0019-03

Study on Biological Characteristics of Halobacillus Y5

Wang Yanhong1，2 et al.

（1 Life Science and Technology College of Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing163319，China； 2 College of Life Sciences，Northeast Agricultural University，Harbin150030，China）

Abstract：The biological characteristics of Halobacillus Y5 was studied.The results showed that the optimal temperature was 30℃ and pH 7.0～9.0.The tolerance range of NaCl was 3%～15% （w/v），and the optimal concentration was 9% （w/v）.The optimal carbon source for Halobacillus Y5 was sucrose，the optimal nitrogen source was peptone.

Key words：Moderately halophilic bacteria； Halobacillus；Biological characteristics

喜鹽芽孢桿菌屬（Halobacillus）屬于芽孢桿菌科（Bacillaceae），由Spring等于1996年創(chuàng)立[1]，它們分離自鹽湖、鹽土、海洋太陽(yáng)能鹽場(chǎng)等高鹽環(huán)境中。Halobacillus Y5是分離自松嫩平原蘇打鹽堿地的一株喜鹽芽孢桿菌，由于近年來的過度開荒和放牧，使得松嫩平原周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞，也加速了松嫩平原中部土地的堿化率。因此，本實(shí)驗(yàn)室對(duì)從松嫩平原鹽堿地分離到的Halobacillus Y5進(jìn)行了生物學(xué)特性研究，旨在為該菌的應(yīng)用研究奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 菌株 實(shí)驗(yàn)所用菌株中度嗜鹽菌Halobacillus Y5為本實(shí)驗(yàn)室分離純化[2]并保存。

1.1.2 培養(yǎng)基 改進(jìn)的S-G培養(yǎng)基[3]：Tryptone，10g/L；Yeast extract，5g/L；Casein，5g/L；KCl，2g/L；Sodium citrate，3g/L；MgSO4·7H2O，20g/L；Distilled water，1 000mL。pH值調(diào)至7.2～7.4。LB培養(yǎng)基：Tryptone，10.0g/L；Yeast extract，5.0g/L；NaCl，10.0g/L。pH值調(diào)至7.0。

1.1.3 供試碳源、氮源 所用碳源包括：D-葡萄糖、蔗糖、L-阿拉伯糖、麥芽糖、D-果糖、D-半乳糖、乳糖、D-棉子糖、L-鼠李糖、D-木糖、乙醇、丙三醇、D-甘露醇、醋酸鹽、D-纖維二糖，共15種。所用氮源包括：L-丙氨酸、L-賴氨酸、L-精氨酸、L-組氨酸、L-甲硫氨酸、硝酸銨、酵母浸粉、蛋白胨、硝酸鉀、尿素、牛肉膏，共11種。

1.2 方法

1.2.1 Halobacillus Y5的NaCl生長(zhǎng)濃度 菌株在0、1%、3%、5%、7%、9%、11%、13%、15%和20%（w/v）的NaCl LB液體培養(yǎng)基中，按照1%的接種量接入種子菌液，28℃振蕩培養(yǎng)48h后，測(cè)定OD600確定最適NaCl生長(zhǎng)濃度。每個(gè)處理重復(fù)3次。

1.2.2 Halobacillus Y5的生長(zhǎng)溫度范圍 在最適NaCl生長(zhǎng)濃度的S-G培養(yǎng)液中，按照1%的接種量接入種子液，分別在4、10、28、30、32、35、37、40、50℃下培養(yǎng)，測(cè)定菌株的最適生長(zhǎng)溫度及范圍。每個(gè)處理重復(fù)3次。

1.2.3 Halobacillus Y5的最適生長(zhǎng)pH和范圍 在已確定的菌株最適生長(zhǎng)NaCl濃度的S-G培養(yǎng)液中，按照1%的接種量接入pH梯度培養(yǎng)基中。pH梯度為：3、4、5、6、7、8、9、10和11，pH3～6使用0.1M乙酸緩沖液調(diào)節(jié)，pH7～9使用0.1MTris-HCl緩沖液調(diào)節(jié)，pH10～11使用0.05M碳酸氫鉀緩沖液調(diào)節(jié)，并于最適溫度下培養(yǎng)。每個(gè)處理重復(fù)3次。

1.2.4 不同碳源對(duì)Halobacillus Y5的影響 將基礎(chǔ)培養(yǎng)基中的碳源葡萄糖替換為等量的其他碳源：蔗糖、D-纖維二糖、L-阿拉伯糖、麥芽糖、D-果糖、D-半乳糖、乳糖、D-棉子糖、L-鼠李糖、D-木糖、乙醇、丙三醇、D-甘露醇、醋酸鹽，以不加任何碳源的作為對(duì)照，其他條件不變，按照1%（v/v）接種量接入培養(yǎng)基，觀察Halobacillus Y5的生長(zhǎng)狀況。每個(gè)處理重復(fù)3次。

1.2.5 不同氮源對(duì)Halobacillus Y5的影響 將基礎(chǔ)培養(yǎng)基中的氮源硝酸銨替換為等量的其他氮源：L-丙氨酸、L-賴氨酸、L-精氨酸、L-組氨酸、L-甲硫氨酸、酵母浸粉、蛋白胨、硝酸鉀、尿素、牛肉膏，以不加任何氮源的作為對(duì)照，其他條件不變，按照1%（v/v）接種量接入培養(yǎng)基，觀察Halobacillus Y5的生長(zhǎng)狀況。每個(gè)處理重復(fù)3次。

1.2.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析 用GraphPad Prism 6.01軟件分析鹽度、pH值、溫度、不同碳源、氮源對(duì)Halobacillus Y5的生長(zhǎng)影響并作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 Halobacillus Y5的NaCl生長(zhǎng)濃度 由圖1可知，Halobacillus Y5在LB培養(yǎng)基中的NaCl耐受范圍較廣，在0%～20%（w/v）濃度下均能生長(zhǎng)，在3%～15%（w/v）生長(zhǎng)較好，最適NaCl濃度為9%。因此，該菌株的鹽度耐受范圍較廣。

2.2 Halobacillus Y5的生長(zhǎng)溫度范圍 由圖2可知，Halobacillus Y5在S-G培養(yǎng)基中能夠在4～50℃的溫度范圍內(nèi)生長(zhǎng)，在28～37℃生長(zhǎng)較快，最佳生長(zhǎng)溫度為30℃。因此，該菌株具有一定的溫度耐受性。

2.3 Halobacillus Y5的最適生長(zhǎng)pH和范圍 由圖3可知，Halobacillus Y5在pH5.0～10.0范圍內(nèi)，均有不同程度的生長(zhǎng)，但在pH 7.0～9.0范圍其生長(zhǎng)較好，pH 8.0生長(zhǎng)最佳。因此，pH 8.0為其生長(zhǎng)最適pH。

2.4 不同碳源對(duì)Halobacillus Y5的影響 將基礎(chǔ)培養(yǎng)基中的碳源葡萄糖替換為等量的其他碳源后，發(fā)現(xiàn)菌株Halobacillus Y5能夠利用蔗糖、醋酸鹽、D-纖維二糖、D-棉子糖、L-鼠李糖，其中以蔗糖作為唯一碳源時(shí)長(zhǎng)勢(shì)最佳，不能利用麥芽糖、D-果糖、D-半乳糖、L-阿拉伯糖、乳糖、D-木糖、乙醇、丙三醇、D-甘露醇（表1），可見，該菌對(duì)多種碳源都能利用，需求不嚴(yán)格。

2.5 不同氮源對(duì)Halobacillus Y5的影響 將基礎(chǔ)培養(yǎng)基中的氮源硝酸銨替換為等量的其他氮源后，發(fā)現(xiàn)菌株Halobacillus Y5能夠利用L-丙氨酸、L-組氨酸、酵母浸粉、蛋白胨、硝酸鉀、尿素、牛肉膏，其中以蛋白胨作為唯一氮源時(shí)生長(zhǎng)最佳，不能利用L-賴氨酸、L-精氨酸、L-甲硫氨酸（表2）。

3 結(jié)論與討論

研究結(jié)果表明，鹽度、溫度、酸堿度及營(yíng)養(yǎng)條件等對(duì)Halobacillus Y5生長(zhǎng)具有一定的影響。該菌最適NaCl濃度9%、最適溫度30℃，相比其他pH而言，pH 8.0下生長(zhǎng)最佳。Halobacillus Y5可以不同程度地利用多種碳源和氮源，碳源是微生物生長(zhǎng)的一類營(yíng)養(yǎng)物，根據(jù)微生物所能產(chǎn)生的酶系的不同，不同的微生物可利用不同的碳源，提供細(xì)胞生命活動(dòng)所需的能量，在碳源利用上，以蔗糖效果最佳；氮源是可以被微生物用來構(gòu)成細(xì)胞物質(zhì)或代謝產(chǎn)物中氮素來源的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，常被微生物用來合成細(xì)胞中含氮物質(zhì)，微生物對(duì)氮源的利用具有選擇性[4，5]，本實(shí)驗(yàn)在氮源利用上以蛋白胨效果最佳。

本實(shí)驗(yàn)通過對(duì)中度嗜鹽菌Halobacillus Y5生物學(xué)特性的研究，明確了該菌的生長(zhǎng)環(huán)境條件，為該菌的的深入研究奠定基礎(chǔ)，也為鹽堿地的開發(fā)利用以及耐鹽堿基因的篩選及克隆提供理論支持。

參考文獻(xiàn)

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