海洋生物綜合利用的研究進展教材

1、海洋微生物綜合利用的研究進展海洋微生物研究背景 海洋是生命資源的寶庫海洋是生命資源的寶庫, 地球上的生物地球上的生物 80%存存在于海洋在于海洋, 海洋生物物種遠比陸地生物豐富和海洋生物物種遠比陸地生物豐富和復雜。海洋微生物是海洋生物的重要組成部分復雜。海洋微生物是海洋生物的重要組成部分, 是重要的海洋自然資源。是重要的海洋自然資源。 海洋微生物種類數量繁多海洋微生物種類數量繁多, 據統(tǒng)計有據統(tǒng)計有 100 萬萬2 億種億種, 在正常海水中的數量一般為在正常海水中的數量一般為 106 /mL, 海洋微生物處于低溫、高鹽、高壓、寡營養(yǎng)、海洋微生物處于低溫、高鹽、高壓、寡營養(yǎng)、高溫度梯度及高毒性濃

2、度的特殊環(huán)境高溫度梯度及高毒性濃度的特殊環(huán)境, 具有產具有產生結構新穎、生結構新穎、 功能獨特的產品以及應用于各方功能獨特的產品以及應用于各方面的重要資源。面的重要資源。 什么是海洋微生物簡單的講，生活或者棲息于海洋中的微生簡單的講，生活或者棲息于海洋中的微生物均為海洋微生物。物均為海洋微生物。實際上，海洋中的微生物有些來源于海洋，實際上，海洋中的微生物有些來源于海洋，有些來源于陸地。有些來源于陸地。海洋微生物綜合利用的簡介海洋微生物的醫(yī)藥價值海洋微生物的醫(yī)藥價值海洋微生物對農業(yè)的價值海洋微生物對農業(yè)的價值海洋微生物對環(huán)境的意義海洋微生物對環(huán)境的意義海洋微生物對新能源的貢獻海洋微生物對新能源的

3、貢獻海洋微生物應用存在的問題海洋微生物應用存在的問題海洋微生物的應用前景海洋微生物的應用前景海洋微生物農藥研究背景 陸地生物源天然產物通過直接利用或模擬改造陸地生物源天然產物通過直接利用或模擬改造,如扁豆堿、除蟲菊素等多種生物農藥被成功開如扁豆堿、除蟲菊素等多種生物農藥被成功開發(fā)和利用發(fā)和利用,產生了巨大的經濟效益和社會效益。產生了巨大的經濟效益和社會效益。近年來近年來,隨著研究的深入以及環(huán)境惡化隨著研究的深入以及環(huán)境惡化,可用陸地可用陸地生物資源正逐漸減少生物資源正逐漸減少,研究花費的人力、物力和研究花費的人力、物力和財力也越來越大財力也越來越大,而從中發(fā)現有明顯殺蟲活性而從中發(fā)現有明顯殺蟲

4、活性,或或是作用機制獨特、結構新穎的天然產物殺蟲劑是作用機制獨特、結構新穎的天然產物殺蟲劑速度卻越來越慢。為此速度卻越來越慢。為此,人們將注意力漸漸轉向人們將注意力漸漸轉向其他生態(tài)系統(tǒng)其他生態(tài)系統(tǒng),如沙漠、極地、溫泉和海洋等地如沙漠、極地、溫泉和海洋等地域中生物資源的研究。域中生物資源的研究。2009-2013年生物化學農藥及微生物農藥制造行業(yè)海洋微生物對農作物病蟲害的防治海洋微生物對農作物病蟲害的防治 現代農業(yè)發(fā)展與人類健康、生態(tài)環(huán)境保護和農現代農業(yè)發(fā)展與人類健康、生態(tài)環(huán)境保護和農業(yè)可持續(xù)發(fā)展緊密聯(lián)系業(yè)可持續(xù)發(fā)展緊密聯(lián)系, ,而高效生物農藥的研究而高效生物農藥的研究則成為新型農藥研究的熱點。

5、則成為新型農藥研究的熱點。 海洋微生物資源極其豐富海洋微生物資源極其豐富, ,而且在特殊的生存環(huán)而且在特殊的生存環(huán)境中境中, ,海洋微生物能產生結構新穎和功能天然的海洋微生物能產生結構新穎和功能天然的活性物質活性物質, ,越來越多的試驗證明越來越多的試驗證明, ,海洋微生物是海洋微生物是海洋動植物活性物質的真正生物源。海洋動植物活性物質的真正生物源。 海洋微生物源的生物農藥海洋微生物源的生物農藥, ,具有毒性低、選擇性具有毒性低、選擇性強、高效低殘留、不易產生抗藥性等優(yōu)點。強、高效低殘留、不易產生抗藥性等優(yōu)點。 海洋微生物源殺菌劑海洋微生物源殺菌劑 田黎等從海洋中分離得到海洋芽孢桿菌田黎等從海

6、洋中分離得到海洋芽孢桿菌 B-9987,其胞外分泌的代謝產物對茄交蓮其胞外分泌的代謝產物對茄交蓮孢菌、大麗輪枝菌等病原菌有明顯的抑制孢菌、大麗輪枝菌等病原菌有明顯的抑制效果效果,并對其代謝產物做進一步化學分析并對其代謝產物做進一步化學分析,得到一種酚類化合物。得到一種酚類化合物。 郭剛從南海篩選得到具有抗稻瘟菌活性的郭剛從南海篩選得到具有抗稻瘟菌活性的菌株菌株031057,并推測其胞外抗菌物質為蛋并推測其胞外抗菌物質為蛋白類。白類。農用抗真菌海洋微生物農用抗真菌海洋微生物 從從 31 31 株海洋微生物中篩選出株海洋微生物中篩選出 12 12 株對多種植株對多種植物病原真菌具有拮抗作用的菌株物

7、病原真菌具有拮抗作用的菌株; ;確定了菌株確定了菌株 T19207 T19207 的代謝產物中的主要抑菌活性物質的代謝產物中的主要抑菌活性物質 , ,其其相對分子質量為相對分子質量為 214 ,214 ,并且它對茄交鏈格孢霉并且它對茄交鏈格孢霉的離體抑菌活性和已登記的化學農藥異菌脲活的離體抑菌活性和已登記的化學農藥異菌脲活性相當性相當 。 海洋微生物是尋找農用抗生素的重要資源海洋微生物是尋找農用抗生素的重要資源 , ,海海洋放線菌洋放線菌 T19207 T19207 產生的拮抗植物病原真菌物產生的拮抗植物病原真菌物質具有較好的離體抑菌活性質具有較好的離體抑菌活性 , ,具有進一步研究具有進一步

8、研究開發(fā)的潛力。開發(fā)的潛力。微生物殺蟲劑微生物殺蟲劑 微生物殺蟲劑是利用微生物的活體制成的。在微生物殺蟲劑是利用微生物的活體制成的。在自然界，存在著許多對害蟲有致病作用的微生自然界，存在著許多對害蟲有致病作用的微生物，利用這種致病性來防治害蟲是一種有效的物，利用這種致病性來防治害蟲是一種有效的生物防治方法。從這些病原微生物中篩選出施生物防治方法。從這些病原微生物中篩選出施用方便、藥效穩(wěn)定、對人畜和環(huán)境安全的菌種用方便、藥效穩(wěn)定、對人畜和環(huán)境安全的菌種，進行工業(yè)規(guī)模的生產開發(fā)，從而制成微生物，進行工業(yè)規(guī)模的生產開發(fā)，從而制成微生物殺蟲劑。殺蟲劑。微生物殺蟲劑的分類 真菌殺蟲劑 細菌殺蟲劑 病毒病

9、毒殺蟲劑050101菌株的研究 在劉濟寧對海洋微生物在劉濟寧對海洋微生物050101050101菌株殺蟲活性研菌株殺蟲活性研究中，以棉鈴蟲為初篩試蟲究中，以棉鈴蟲為初篩試蟲, ,采用常規(guī)浸蟲和微采用常規(guī)浸蟲和微型板篩選法對自行分離的型板篩選法對自行分離的1414株和由熱帶作物生株和由熱帶作物生物技術國家重點實驗室提供的物技術國家重點實驗室提供的903903株海洋微生物株海洋微生物進行了生物活性篩選進行了生物活性篩選, ,獲得獲得1616株有殺蟲活性的菌株有殺蟲活性的菌株株, ,其中其中2 2株殺蟲率高于株殺蟲率高于50%,50%,約占供篩菌株的約占供篩菌株的0.2181%;60.2181%;6

10、株殺蟲率高于株殺蟲率高于30%,30%,約占供測菌株的約占供測菌株的0.6543%0.6543%。由此可見。由此可見, ,海洋微生物作為農業(yè)殺蟲海洋微生物作為農業(yè)殺蟲資源開發(fā)利用的潛力。資源開發(fā)利用的潛力。海洋樣品中分離微生物菌落形態(tài)海洋微生物發(fā)酵培養(yǎng)初篩方法 常規(guī)浸蟲篩選法 取室內連續(xù)飼養(yǎng)多代的棉鈴蟲3齡幼蟲,于發(fā)酵液原液中浸305,置于裝有飼料的指形管中(每管1頭),空白對照分別浸清水和發(fā)酵培養(yǎng)基,每處理20頭3齡幼蟲。處理后置于溫度25士0.5、光周期L:D=14:10、相對濕度75%85%的培養(yǎng)箱中飼養(yǎng)。48h、72h、120h分別檢查幼蟲死亡率,如對照有死亡,用Abbort公式校正死

11、亡率。微型平板篩選法 取24孔板,每孔內加0.59混有IOOpL發(fā)酵液的棉鈴蟲飼料,接.1頭初孵棉鈴蟲幼蟲,每處理24頭幼蟲?？瞻讓φ辗謩e加清水和發(fā)酵培養(yǎng)基。復篩具殺蟲活性菌株發(fā)酵液對棉鈴蟲初孵幼蟲活性測定結果復篩具殺蟲活性菌株發(fā)酵液對棉鈴蟲初孵幼蟲活性測定結果050101發(fā)酵濃縮液對幾種試蟲的生物鍘定結果 050101050101菌株發(fā)酵濃縮液處理棉鈴蟲菌株發(fā)酵濃縮液處理棉鈴蟲3 3齡幼蟲齡幼蟲10h10h后后, ,試蟲表現明顯興奮癥狀試蟲表現明顯興奮癥狀, ,如胡亂爬行、不安、如胡亂爬行、不安、身體不停擺動身體不停擺動, ,在藥后在藥后20h20h試蟲行動遲緩試蟲行動遲緩, ,取食量取食量

12、降低降低,2530h,2530h后觀察試蟲痙攣、抽等重度中毒癥后觀察試蟲痙攣、抽等重度中毒癥狀狀,30h,30h后主要觀察到蟲體嚴重抽搐、顫抖或麻后主要觀察到蟲體嚴重抽搐、顫抖或麻痹、衰竭等瀕臨死亡癥狀痹、衰竭等瀕臨死亡癥狀, ,并開始見到有試蟲死并開始見到有試蟲死亡亡,48h,48h后發(fā)現有后發(fā)現有85%85%以上的試蟲死亡。試蟲死亡以上的試蟲死亡。試蟲死亡后表現為蟲體腫脹、癱軟。這種明顯中毒的作后表現為蟲體腫脹、癱軟。這種明顯中毒的作用癥狀表明用癥狀表明050101050101菌株發(fā)酵濃縮液對棉鈴蟲具菌株發(fā)酵濃縮液對棉鈴蟲具有較強的觸殺作用。有較強的觸殺作用。050101發(fā)醉液對棉鈴蟲的作

13、用癥狀總結 海洋里生存繁衍數量巨大的生物海洋里生存繁衍數量巨大的生物, ,而且生物物種豐富。而且生物物種豐富。為了適應海洋這種特殊的生態(tài)環(huán)境為了適應海洋這種特殊的生態(tài)環(huán)境, ,海洋生物形成了獨海洋生物形成了獨特的生理特性和代謝特性特的生理特性和代謝特性, ,進而產生了海洋中多種多樣進而產生了海洋中多種多樣的復雜的次生代謝產物的復雜的次生代謝產物, ,成為人類尋找和開發(fā)具有藥用成為人類尋找和開發(fā)具有藥用或其他用途天然產物的重要源泉。目前或其他用途天然產物的重要源泉。目前, ,雖然農用海洋雖然農用海洋藥物的研究開發(fā)處于早期藥物的研究開發(fā)處于早期, ,但是隨著海洋生物技術的進但是隨著海洋生物技術的進展展,