Page 135 - 《精细化工》2022年第1期

第 1 期 徐科玉，等: 高产吲哚乙酸菌株的筛选、鉴定及其发酵特性 ·125·

培养基中无机盐为氯化钠、硝酸钠和氯化钾时，IAA 如图 3 所示，当发酵培养基不含色氨酸时，
产量均显著低于硫酸镁（p<0.05）。 FX-02 产 IAA 很少，其 IAA 产量仅为 12.20 mg/L。
当培养基添加色氨酸后，IAA 产量明显增加，而且
表 4 氮源对 FX-02 菌体生长及产 IAA 的影响
Table 4 Effect of nitrogen source on the growth and IAA 在色氨酸质量浓度为 0.1~10.0 g/L 时，随着色氨酸
production of strain FX-02 质量浓度的增加，FX-02 分泌 IAA 量也随之增加，
氮源 OD 值 IAA 产量/(mg/L) 其 IAA 产量几乎呈线性升高。当色氨酸质量浓度为
氯化铵 1.90±0.02 f 6.75±0.08 f 10.0 g/L 时，FX-02 的 IAA 产量达到最大值，为
硫酸铵 1.64±0.02 g 21.23±0.18 f 2349.40 mg/L，该产量是国内外一些相关研究报道
花生饼粉 16.55±0.19 a 164.71±2.6 e [6-9]
豆粕粉 12.32±0.14 c 167.36±2.4 e 的 IAA 产量的 4~22 倍 。IAA 属于微生物的次级
棉籽粉 9.78±0.09 d 428.73±5.5 d 代谢产物。研究表明，细菌的 IAA 生物合成途径分
酵母浸粉 15.54±0.20 b 963.65±12.3 b 为色氨酸依赖型和非色氨酸依赖型，以依赖色氨酸
玉米浆 8.52±0.08 e 638.14±9.2 c 途径为主 [19] 。在依赖色氨酸途径中，细菌产 IAA 路
蛋白胨 12.21±0.11 c 1020.75±12.1 a 径主要包括吲哚丙酮酸路径（Indole-3-pyruvic acid，

表 5 无机盐对菌体生长及产 IAA 的影响 IPyA）和吲哚-3-乙酰胺（Indole-3-acetamide，IAM）
Table 5 Effect of inorganic salts on the growth and IAA 路径 [20] 。作为 IAA 合成途径中的一种重要的前体物
production of strain FX-02
质，色氨酸对 IAA 生物合成具有促进作用，而且色
无机盐 OD 值 IAA 产量/(mg/L)
氨酸浓度越高越有利于 IAA 的合成，IAA 产量也越
硫酸镁 8.95±0.11 b 1018.7±13.2 b
高。然而，与其他次级代谢产物的前体物质一样，
氯化钠 8.60±0.09 d 924.6±13.2 d 色氨酸浓度较高时会产生毒性，从而抑制 IAA 生物
硝酸钠 8.87±0.10 b 946.4±15.4 d 合成。IAA 产生菌对色氨酸的耐受性（或最适色氨
氯化钾 8.63±0.09 cd 941.9±14.7 d 酸浓度）与微生物菌种有关。李雅华等 [21] 研究了一
氯化镁 8.62±0.07 d 989.4±10.2 c 株从烟草根际土壤分离得到的根际促生菌 F23 的产
碳酸钙 8.80±0.06 bc 926.6±14.8 d IAA 特性，发现 F23 产 IAA 的最适色氨酸质量浓度
氯化钙 9.13±0.09 a 1186.7±17.8 a 为 0.5 g/L。ABD-ALLA 等 [22] 研究发现，放线菌
ASU14 产 IAA 的最适色氨酸质量浓度为 5.0 g/L。
尽管均为镁盐，氯化镁的 IAA 产量却稍低于硫
根据本实验结果可知，FX-02 生物合成 IAA 的途径
酸镁。从表 5 还发现，与硫酸镁相比，氯化钙可促
属于色氨酸依赖型。FX-02 产 IAA 的最适色氨酸质
进 FX-02 合成 IAA，其 IAA 产量增加了 16.49%。
李冠杰等 [17] 也发现钙离子对衣芽孢杆菌 YDY 产 量浓度为 10.0 g/L，远高于一些相关报道，其主要
原因是 FX-02 产 IAA 的最适色氨酸质量浓度高，培
[6]
IAA 有显著促进作用。然而，刘璐等 和贾西贝等 [18]
养基中高浓度色氨酸对 IAA 生物合成起到了很大促
报道产 IAA 的最适金属离子为镁离子。造成这种实
进作用，从而使 FX-02 高产 IAA。SUDHA 等 [15] 报
验结果差异的原因主要是所使用的微生物菌种的不
道使用鹰嘴豆下脚料发酵培养根瘤菌（Rhizobium），
同。与氯化钙的促进作用不同，碳酸钙呈现出抑制
经过工艺优化 IAA 产量达到了 6100 mg/L，其高产
作用，其原因尚不清楚，有待进一步研究。
IAA 的原因应该与菌种、培养基成分及工艺优化均
2.2.4 色氨酸对 FX-02 产 IAA 的影响
有关系。
图 3 是色氨酸对菌株 FX-02 产 IAA 的影响。

3 结论
从蔬菜根际土壤中筛选获得一株产 IAA 能力较
强的微生物菌株 FX-02，并将该菌株鉴定为霍氏肠
杆菌（Enterobacter hormaechei）。对菌株 FX-02 发
酵产生 IAA 的特性进行了研究，结果发现：（1）FX-02
菌体生长和产 IAA 最佳碳源均为甘油；FX-02 菌体
生长的最佳氮源为花生饼粉，而产 IAA 的最佳氮源
则为蛋白胨；（2）FX-02 菌体生长和产 IAA 的最适

宜无机盐为氯化钙；（3）FX-02 生物合成 IAA 的途
图 3 色氨酸对菌株 FX-02 产 IAA 的影响
Fig. 3 Effect of tryptophan on IAA production of strain FX-02 径为色氨酸依赖型；（4）合成 IAA 的适宜色氨酸质