烟草所成功利用秸秆废弃物发酵生产伊枯草菌素
近日，中国农业科学院烟草研究所在利用秸秆废弃物发酵生产抗菌化合物方面取得进展。相关研究成果在生物资源技术领域权威期刊《生物资源技术（Bioresource Technology）》（JCR TOP5%，IF2022=11.889）杂志上发表。
伊枯草菌素是一种广谱高效低毒的植用抗菌肽，对多种植物真菌病害有良好的防治效果。然而，伊枯草菌素的高生产成本和低产量限制了其商业化进程。微生物在发酵过程中会产生多种代谢产物，是抗菌肽生产的主要途径。通常，发酵培养基占微生物发酵总成本的30%以上，是微生物发酵总成本的重要组成部分。全球每年产生约28亿吨农作物秸秆，造成严重的环境问题。目前，只有小麦、玉米和水稻作物秸秆大规模的成功用于生物乙醇生产。尚未有将废弃秸秆用于生产抗菌肽的尝试。
本研究利用先前分离得到的一株新的生防解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens Cas02），开发了一种高效的将秸秆废弃物转化为伊枯草菌素的生产工艺。实现了在不额外添加任何营养物质的情况下，以秸秆水解产物为唯一营养来源，完成菌株发酵培养和生产伊枯草菌素的突破。结果表明，相较于黄瓜和番茄秸秆，辣椒秸秆水解物中含有更高比例的葡萄糖，更适于伊枯草菌素的发酵转化。所得发酵产物经大孔树脂纯化后，对烟草赤星病菌的IC50达到176.44μg/mL。通过物料平衡计算，利用该工艺，可以从100 g辣椒秸秆中获得1.58 g富含伊枯草菌素的提取物，这在秸秆废弃物发酵生产高值抗菌化合物方面表现出巨大潜力。
烟草所袁源博士和博士研究生褚德朋为论文第一作者，王晓强副研究员为论文通讯作者。该研究得到中国农业科学院科技创新工程、烟草绿色防控重大科技项目、中国农业科学院烟草研究所国际合作基金等项目联合资助。
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