近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所在利用秸稈廢棄物發(fā)酵生產(chǎn)抗菌化合物方面取得進展。相關(guān)研究成果在生物資源技術(shù)領(lǐng)域權(quán)威期刊《生物資源技術(shù)（Bioresource Technology）》（JCR TOP5％，IF2022=11.889）雜志上發(fā)表。

伊枯草菌素是一種廣譜高效的植用抗菌肽，對多種植物真菌病害有良好的防治效果。然而，伊枯草菌素的高生產(chǎn)成本和低產(chǎn)量限制了其商業(yè)化進程。微生物在發(fā)酵過程中會產(chǎn)生多種代謝產(chǎn)物，是抗菌肽生產(chǎn)的主要途徑。通常，發(fā)酵培養(yǎng)基占微生物發(fā)酵總成本的30％以上，是微生物發(fā)酵總成本的重要組成部分。全球每年產(chǎn)生約28億噸農(nóng)作物秸稈，造成嚴重的環(huán)境問題。目前，只有小麥、玉米和水稻作物秸稈大規(guī)模的成功用于生物乙醇生產(chǎn)。尚未有將廢棄秸稈用于生產(chǎn)抗菌肽的嘗試。

該研究利用先前分離得到的一株新的生防解淀粉芽孢桿菌（Bacillus amyloliquefaciens?Cas02），開發(fā)了一種高效的將秸稈廢棄物轉(zhuǎn)化為伊枯草菌素的生產(chǎn)工藝。實現(xiàn)了在不額外添加任何營養(yǎng)物質(zhì)的情況下，以秸稈水解產(chǎn)物為唯一營養(yǎng)來源，完成菌株發(fā)酵培養(yǎng)和生產(chǎn)伊枯草菌素的突破。結(jié)果表明，相較于黃瓜和番茄秸稈，辣椒秸稈水解物中含有更高比例的葡萄糖，更適于伊枯草菌素的發(fā)酵轉(zhuǎn)化。所得發(fā)酵產(chǎn)物經(jīng)大孔樹脂純化后，對煙草赤星病菌的IC50達到176.44 μg/mL。通過物料平衡計算，利用該工藝，可以從100 g辣椒秸稈中獲得1.58 g富含伊枯草菌素的提取物，這在秸稈廢棄物發(fā)酵生產(chǎn)高值抗菌化合物方面表現(xiàn)出巨大潛力。

煙草所袁源博士和博士研究生褚德朋為論文第一作者，王曉強副研究員為論文通訊作者。該研究得到中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程、煙草綠色防控重大科技項目、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所國際合作基金等項目聯(lián)合資助。