刺糖多孢工程菌发酵生产多杀菌素的条件研究开题报告

1. 研究目的与意义

作为一个农业国家，中国长久依靠着化学杀虫剂来减少作物病虫害，可尽管杀死目标害虫效果显著,然而，大多数农药都是毒性很强的，微生物不易将有机物质转化成为简单无机物。如果不以标准的方式使用，有害物质将留在环境中。这些物质便会对动物和人类造成潜在的健康威胁,严重时还会导致死亡，同时目标害虫对化学农药易各产生抗性,杀虫效果降低，对非目标种类可能产生毒性。因此人们将眼光放在寻找对人畜和自然坏境危害不大，针对性强，它对非目标昆虫几乎没有影响，昆虫不容易形成抗药性，由此生物源农药便生产出来了，这是从动物植物或微生物中衍生而来的天然源农药。近年来，生物农药的进展十分迅速，其中微生物农药是最成熟的农药之一。

多杀菌素（spinosad）是由刺糖多孢菌（saccharopolyspora spinosa，s. spinosa）产生的一种大环内酯类生物农药（杀虫剂）。其能生产多种多杀菌素结构类似的组分，主要活性成分是组分a (spinosyn a)和组分d(spinosyn d)，组分a约占85%，组分d约占15%。具有环境友好、自然分解快、对非靶标动物低毒的特点，广泛应用于蔬菜、棉花、水稻等杀虫和储粮防虫，是迄今发现的最有效和安全的杀虫抗生素。

本实验通过基因工程的方法，在摇瓶中，利用单因素实验法，分别研究了种龄、初始ph值、装液量和接种量等发酵培养条件对该菌株发酵生产多杀菌素的影响，并以此为基础研究了菌株的摇瓶发酵动力曲线，初步确定其发酵性能，为提高该菌株发酵生产多杀菌素的产量打下了基础。

2. 研究内容和预期目标

具体研究内容如下：

本研究以基因工程菌s. spinosa zs103为实验菌株，该菌株有研究生学长张松提供，本实验室保存。

3. 研究的方法与步骤

通过对具体种龄、初始ph、接种量、装液量进行单因素实验，即分别设置不同的条件，同时每个条件做三组平行，发酵结束后测定每个条件对应的多杀菌素产量以及菌体量以便我们研究这些单因素对发酵生产多杀菌素的影响，确定其发酵性能，再进行原始菌株与菌株zs103摇瓶发酵，测定发酵液ph、含糖量、菌体浓度和多杀菌素产量，每个时间点设置三组平行试验，所得数据绘制动力学曲线。

实验步骤：

1) 种龄：配制发酵培养基，50ml/瓶分装摇瓶，控制其他条件不变，将种龄为36、48、60、72和84h的种子液以5％的接种量分别接种发酵培养基，测定不同种龄对多杀菌素产量和菌体量的影响，每个条件做3组平行试验。

2) 初始ph：配制发酵培养基，50 ml/瓶分装摇瓶，控制其他条件不变，分别调节发酵液ph至6.6、6.8、7.0、7.2和7.4，以5％接种量接种发酵培养基，测定不同初始ph对多杀菌素产量和菌体量的影响，每个条件做3组平行试验。

4. 参考文献

[1] 黄敏. 微生物源杀虫剂的研究进展概况[j]. 广东轻工职业技术学院学报, 2005(04):16-19.

[2] 秦为辉 陈新 张晓琳 郭伟群 李丽 李能威. 多杀菌素的提取和萃取条件研究[j]. 西北农林科技大学学报(自然科学版), 2010(04):159-164.

[3] 姚瑛 李涛 李敏 高恒旭 陈九星 刘世明 谢晓辉. 生物农药多杀菌素应用研究进展[j]. 精细化工中间体, 2013(06):22-25.

5. 计划与进度安排

1）2022-12-23～2022-03-23：查阅资料撰写开题报告；

2）2022-03-24～2022-03-31：培养基制备与菌种的活化；

3）2022-04-08～2022-04-15：对发酵培养条件优化，设置不同种龄、初始ph、接种量及装液量进行单因素实验，即分别设置不同的条件，同时每个条件做三组平行，发酵结束后测定每个条件对应的多杀菌素产量以及菌体量的数据；