ОПТИМІЗАЦІЯ СКЛАДУ ПОЖИВНОГО СЕРЕДОВИЩА ДЛЯ КУЛЬТИВУВАННЯ ЕНТОМОПАТОГЕНІВ BACILLUS THURINGIENSIS 87/3
Ключові слова:
оптимізація; культивування; B. thuringiensis var. thuringiensis; середовище для культивування.Анотація
Дослідження присвячене розробці оптимального складу рідкого поживного середовища для культивування в лабораторних умовах штаму бактерій B. thuringiensis 87/3 − біоагента-продуцента ентомотоксичних метаболітів. За допомогою повнофакторного експерименту за планом Бокса-Бенкіна (33) оптимізоване поживне середовище на основі капустяного гідролізату для культивування штаму Bacillus thuringiensis 87/3. В процесі активного експерименту досліджували вплив різного складу поживного середовища на ріст мікроорганізмів. Поживне середовище для вирощування посівного матеріалу оптимізували за вмістом джерел вуглецевого і азотного живлення, а також за вмістом мікроелементів. Для збільшення виходу термостійких спор і кількості ендотоксину збагатили живильне середовище кукурудзяним екстрактом, АК та мінеральними солями (Mg, Mn, діаммоній фосфат). Оптимiзацiю поживного середовища проводили в чергуваннi вмiсту в середовищах максимальних i мiнiмальних значень складових компонентів. Визначено раціональні межі і відповідні оптимальні значення речовин (факторів), які складають поживне середовище. Оптимальні концентрації в середовищі джерел вуглецю (15г/л глюкози), азоту (10г/л кукурудзяного екстракту) та фосфоровмісних неорганічних солей (1,5г/л діамонію фосфату). При культивуванні даного штаму в періодичних умовах при t°=30°C кількість життєздатних клітин досягала 4,4×109 КУО/мл, при цьому спостерігалось синхронне спороутворення. Оптимальний варіант компонентів знаходиться на перетині максимального значення функції бажаності в зазначеному інтервалі кожного фактору. При цьому визначено раціональні межі і відповідні оптимальні значення факторів які складають поживне середовище. Оптимізоване середовище можна рекомендувати для культивування штаму Bacillus thuringiensis 87/3 як в лабораторних, так і в промислових умовах.
Посилання
Кандыбин Н.В. Микробиоконтроль численности насекомых и его доминанта Bacillus thuringiensis. Монография. Санкт-Петербург, Пушкин: Научное издание «Инновационный центр защиты растений». 2009. 252 с.
Барджес, Г. Д., Хасси Н.У., пер. с англ. Емельяновой Н. А. Микроорганизмы в борьбе с вредными насекомыми и клещами. Москва : «Колос», 1976. 584 с.
Lamenha C., Finkler L. Bacillus sphaericus and Bacillus thuringiensis to Insect Control: Process Development of Small Scale Production to Pilot-Plant-Fermenters. Federal University of Pernambuco Brasil, 2012. P.613-627.
Roh J.Y., Choi J.Y., Li M.S., et all. Bacillus thuringiensis as a specific, safe and effective tool for insect pest control. J. Mol. Biol. 2007. № 17. P. 547-559.
Бирюков В.В., Кантере В.М. Оптимизация периодических процессов микробиологического синтеза. Москва : Наука. 1985. 296 с.
Avignone-Rossa C., Arcas J., Mignone C. Bacillus thuringiensis growth, sporulation and δ-endotoxin production in oxygen limited and non-limited cultures. World Journal of Microbiology and Biotechnology. 1992. № 8. P. 301-304.
Harrington E. C. The Desirability Function. Industrial Quality Control. April. 1965. Р. 494–498.
Mason R., Gunst R., Hess. J. Statistical Design and Analysis of Experiments With Applications to Engineering and Science. John Wiley &Sons, Inc., 2003. P. 585-586.
Anderson RKI, Jayaraman K. Impact of balanced substrate flux on the metabolic process employing fuzzy logic during the cultivation of Bacillus thuringiensis var. Galleriae. World Journal Microbiology and Biotechnology. 2005. № 21. P. 127– 133. doi: 10.1007/s11274-004-3043-1. 10. Kraemer-Schafhalter A., Moser A. Kinetic study of Bacillus thuringiensis var. israelensis in lab-scale process. Bioproc Eng. 1996. № 14. P. 139–144.
Popovic M., Liu W., Iannotti EL., Bajpai RK. A mathematical model for vegetative growth of Bacillus thuriniensis. Eng Life Science. 2001. № 2. P. 85–90.
