共培养海绵微生物诱导抗菌活性物质的研究*

从大连潮间带繁茂膜海绵中分离得到10株放线菌,对各菌进行抗枯草芽孢杆菌活性检测。结果显示：当各菌单独培养时,10株菌中有3株菌显示抗菌活性;当菌Hp-053与其余9株菌分别共培养时,9个共培养体系中5个显示出高于单培养的抗菌活性。进一步对部分共培养发酵液乙酸乙酯提取物进行薄层层析显色分析、生物自显影分析,证明共培养能诱导海绵相关微生物产生不同于单培养的代谢产物和抗菌活性物质。共培养可能是一条重新开发利用一些由于无活性或低活性而被忽视的海洋微生物菌种的新途径。     

放线菌与枯草芽孢杆菌的共培养及其对活性次生代谢产物的影响

为探讨共培养对放线菌产生活性次生代谢产物的影响,结合抗菌活性测定及HPLC-PDA分析,研究了22株放线菌的单培养及其与枯草芽孢杆菌的共培养发酵代谢产物的差异,并选取抗菌活性较强的链霉菌FXJ2.014进一步研究其代谢产物。发现FXJ2.014、FXJ1.296、AS4.1252三株菌与枯草芽孢杆菌共培养时产生其在相同条件下单培养时没有的物质,其中链霉菌FXJ2.014单培养时主要产生醌霉素A,共培养时产物中增加了醌霉素结构类似物FXJ2.014-HB。进一步的抗菌、抗肿瘤活性测定结果表明,两者的生物活性有较显著的差异,且FXJ2.014-HB对多种肿瘤细胞系的抑制活性普遍弱于高毒性的醌霉素A,为有潜力的细胞毒性较小的抗生素。共培养是一条很有希望的发掘放线菌活性次生代谢产物的新途径。     

蝙蝠蛾拟青霉发酵滤液的成分组成与急性毒性分析

蝙蝠蛾拟青霉是从新鲜的冬虫夏草上分离获得的虫草菌,可采用生物发酵制备大量菌丝体。该菌丝体具有和冬虫夏草相似的活性成分,具有抗肿瘤、抗病毒等多种功效。本研究对干燥后的蝙蝠蛾拟青霉发酵滤液的主要成分进行了分析,结果显示：干燥后的蝙蝠蛾拟青霉发酵滤液含粗脂肪21.33%,总蛋白27.34%,水解氨基酸16.79%,粗多糖11.16%,不饱和脂肪酸71.21%,其中以油酸、亚油酸为主;该干燥发酵滤液中还含有多种核苷类物质、多糖等生物活性成分以及多种人体必需的矿质元素。此外急性毒性实验的初步结果表明：小鼠在实验期内无死亡现象和明显的中毒反应,主要脏器的形态学正常;谷草转氨酶（AST）和谷丙转氨酶（ALT）活性与对照组相比无统计学差异。蝙蝠蛾拟青霉发酵滤液有望在医药和保健领域进一步研究开发。     

不同品种大豆培养基对蝙蝠蛾拟青霉菌丝体代谢成分的影响

以不同品种大豆为培养基对蝙蝠蛾拟青霉代谢成分影响进行研究,筛选出最佳大豆品种,为蝙蝠蛾拟青霉标准化生产提供参考。首先对15个不同大豆品种培养基的主成分含量进行测定,同时对各品种大豆培养基培养的蝙蝠蛾拟青霉菌丝体生物量、菌丝体腺苷含量及腺苷总量进行测定。采用非靶向代谢组学方法对不同品种大豆培养基培养的蝙蝠蛾拟青霉菌丝体中的代谢成分进行研究。结果表明,15个不同品种大豆豆饼中的粗蛋白和粗脂肪含量以及对应培养基培养的蝙蝠蛾拟青霉菌丝体腺苷含量均有显著性差异(P<0.05),其中9号品种大豆培养基培养的菌丝体腺苷含量最高为(1 089.35±25.51) mg/kg, 5号的最低为(60.68±9.56) mg/kg, 5号、9号和10号培养的菌丝体之间存在显著性差异(P<0.05)。代谢组学研究表明,5号、9号和10号菌丝体代谢成分相对含量差异较大。其中9号菌丝体丙氨酸、谷氨酸、天冬氨酸等氨基酸,水苏糖、半乳糖等糖类,以及三羧酸循环产物2-氧代丁酸、柠檬酸等代谢物相对含量显著高于5号和10号菌丝体。KEGG富集分析表明,9号培养基通过促进天冬氨酸及谷氨酸代谢通路,可增加天冬氨酸和...     

豆粕营养成分对蝙蝠蛾拟青霉发酵产物的影响

为探索培养基中的豆粕以及制备豆粕的原材料大豆对蝙蝠蛾拟青霉发酵产物的影响,我们比较了不同品种大豆和用其制成的豆粕的主要营养成分含量,包括粗蛋白、粗脂肪、6种微量元素（钙、镁、铜、锌、铁、锰）和总异黄酮（大豆苷、黄豆黄苷、染料木苷、大豆苷元、黄豆黄素、染料木素）,以及豆粕作为培养基对蝙蝠蛾拟青霉发酵产物的生物量和有效成分含量包括腺苷、腺嘌呤、虫草素和麦角甾醇的影响,结果表明大豆中钙和大豆苷与发酵产物中腺苷含量正相关。豆粕中钙、大豆苷、大豆苷元、染料木素与发酵产物中腺苷含量正相关;豆粕中钙、镁、大豆苷、大豆苷元、染料木素、总异黄酮与发酵产物中腺嘌呤含量负相关;豆粕中铁与菌丝体干重值正相关。结果表明,培养基中的豆粕和原料大豆主要营养成分含量对蝙蝠蛾拟青霉发酵产物品质有显著影响。     

古尼拟青霉和蝙蝠蛾拟青霉发酵菌丝体挥发性成分的分析与比较

对蝙蝠蛾拟青霉Paecilomyces hepiali和古尼拟青霉P. gunnii菌丝体的挥发性成分进行了研究,采用同时蒸馏萃取法分别提取两种菌丝体中的挥发性成分,经GC-MS联用仪对挥发性成分进行分离鉴定,分别分析出25种和32种挥发性成分。在蝙蝠蛾拟青霉菌丝体挥发性成分中2,6-二叔丁基对甲酚和1,5-二氢-1-甲基-2H-吡咯-2-酮相对含量较高,分别占65.78%和12.77%;在古尼拟青霉菌丝体中挥发性成分2,6-二叔丁基对甲酚和(E,E)-2,4-癸二烯醛相对含量较高,分别占62.11%和12.32%。两种菌丝粉共有8种共有成分,分别占蝙蝠蛾拟青霉挥发性成分的71.58%,古尼拟青霉挥发性成分的69.67%;由此可见蝙蝠蛾拟青霉和古尼拟青霉菌丝体主要挥发性物质的成分是相同的。通过对蝙蝠蛾拟青霉和古尼拟青霉挥发性成分的研究,为我们进一步了解这两种真菌菌丝体的药理作用提供了实验依据。     

中国被毛孢和蝙蝠蛾拟青霉小鼠免疫功能调节作用的比较

目的观察中国被毛孢和蝙蝠蛾拟青霉对小鼠免疫功能的影响。方法分别给予中国被毛孢和蝙蝠蛾拟青霉后,测定观察对小鼠碳粒廓清功能、迟发性变态反应、溶血素抗体、淋巴细胞增殖和NK细胞活性等的影响。结果3．0g／kg中国被毛孢和蝙蝠蛾拟青霉可显著提高小鼠吞噬指数和半数溶血值（P〈0．01）、显著提高T、B淋巴细胞增殖能力（P〈0．01,P〈0．05）、显著提高NK细胞活性（P〈0．05）,0．5～1．5g／kg中国被毛孢都能显著抑制小鼠耳廓肿胀（P〈0．01,P〈0．05）,同时还能抑制脾脏和胸腺增大（P〈0．01,P〈0．05）。结论中国被毛孢和蝙蝠蛾拟青霉均具有免疫调节作用,而中国被毛孢免疫抑制及增强天然免疫系统作用要优于蝙蝠蛾拟青霉,而对适应性免疫系统增强作用蝙蝠蛾拟青霉优于中国被毛孢。     

蒜头果内生真菌次生代谢产物抑制人类致病菌活性的研究

蒜头果是我国特有的单种属稀有树种,为了进一步开发利用蒜头果树皮内生真菌的抗菌活性化合物,该研究对来自蒜头果的植物内生真菌(白黄笋顶孢霉、哈茨木霉、大棘黑团孢、枝状枝孢菌、斑污拟盘多毛孢、赭绿青霉、淡紫紫孢菌、朱黄青霉、Xenoacremonium recifei、Xylaria feejeensis)进行液体培养,10 d后回收培养液并用乙酸乙酯萃取获得初提物,采用抑菌圈法检测蒜头果内生真菌初提物抑菌活性,同时测定了最低抑菌浓度(MIC)。结果表明:白黄笋顶孢霉、大棘黑团孢、枝状枝孢菌、斑污拟盘多毛孢、赭绿青霉、淡紫紫孢菌均有抑菌活性,大棘黑团孢、斑污拟盘多毛孢、淡紫紫孢菌的初提物均对缓慢芽孢杆菌、无乳链球菌和藤黄微球菌有明显抗菌活性,最低抑菌浓度在1.562 5~6.25 mg·m L~(-1)之间。这说明蒜头果树皮内生真菌的次生代谢产物具有抗菌活性,各内生真菌次生代谢产物的抗菌效果不同。     

水杨酸诱导下蝙蝠蛾拟青霉转录组分析及虫草酸代谢途径关键酶基因挖掘

【目的】虫草酸是虫草中重要的活性成分之一,但其低含量极大地限制了其工业应用。水杨酸(salicylic acid, SA)是一种非生物诱导子,可以显著提高蝙蝠蛾拟青霉中虫草酸的合成,但蝙蝠蛾拟青霉虫草酸代谢途径及其对水杨酸的响应尚不明确。本研究旨在获得蝙蝠蛾拟青霉响应SA处理的转录组学信息,挖掘蝙蝠蛾拟青霉中虫草酸代谢途径关键酶基因。【方法】采用SA诱导培养蝙蝠蛾拟青霉,8 h后选取诱导和未诱导的菌丝进行转录组高通量测序分析。【结果】测序最终获得40.37 Gb的clean data,拼接得到20 317条unigene,平均长度为1 357.13 bp,功能注释共获得13 592条unigene。差异基因分析共筛选出差异基因2 574个,其中有1 135个上调,1 439个下调。KEGG富集分析表明,差异基因主要富集于细胞周期、减数分裂、半乳糖代谢、DNA复制、糖醇脂类生物合成、甘油脂类代谢等KEGG通路中。进一步分析得到与虫草酸代谢相关的基因13条,其中参与虫草酸生物合成的基因glk、gpi、gla、mpi、fbp、mtld在SA处理后表达量上调,而涉及虫草酸消耗的基因mdh在SA处理后表达量下调,qRT-PCR验证结果与RNA-Seq数据基本一致。【结论】对SA诱导后的蝙蝠蛾拟青霉转录组进行分析,获得虫草酸代谢途径相关的候选基因,SA能够提高虫草酸合成相关基因表达的同时抑制消耗虫草酸的基因表达,从而提高虫草酸生物合成量。本研究为SA调控蝙蝠拟青霉虫草酸生物合成途径相关基因研究提供了依据,也为后期开展虫草酸代谢调控机制研究奠定了基础。     

蝙蝠蛾幼虫肠道真菌复合体中的多菌种与中国被毛孢分生孢子联合侵染蝙蝠蛾幼虫提高侵染效能

应用真菌特异性引物PCR测序、克隆测序和SNP质谱基因分型法,鉴定2株蝙蝠蛾幼虫活体肠道的真菌分离株(CH1和CH2)中的多种菌物。应用这2株分离株与中国被毛孢分生孢子联合侵染蝙蝠蛾幼虫,观察其协同侵染活性。结果表明这2株分离株呈现中国被毛孢的体外培养生长和显微形态特征。通用引物ITS4/5和蝙蝠蛾拟青霉特异性引物Pp4/5扩增子测序检出蝙蝠蛾拟青霉和中国被毛孢ITS序列。扩增子克隆-测序和SNP基因分型法证实多种转换和颠换点突变基因型在2株分离株中共存。反复固体、液体培养证实蝙蝠蛾拟青霉和中国被毛孢ITS序列共存,并非真菌间DNA片段漂移。应用子囊孢子或中国被毛孢侵染4~5龄蝙蝠蛾幼虫,幼虫染菌率为1.37%~3.52%,幼虫变僵时间为35~50 d。应用2株分离株与中国被毛孢分生孢子联合侵染,幼虫变僵时间为5~8 d,染菌率达55.2%(P0.001),侵染效能提高15~39倍。蝙蝠蛾拟青霉和多种点突变基因型冬虫夏草菌(包括中国被毛孢)在蝙蝠蛾幼虫肠道以天然真菌复合体形式共存;多种菌物组成的侵染源联合侵染蝙蝠蛾幼虫大幅度提高侵染效能,呈现多菌协同侵染的共生关系。     

以PTP1B为靶点的降血糖药用真菌的筛选

[目的]以胰岛素信号通路中负调节蛋白PTP1B为靶点,筛选降糖药用真菌。[方法]比较了蛹虫草、蝙蝠蛾拟青霉、桑黄、灰树花4种药用真菌粗提物对PTP1B的抑制活性,并通过糖尿病小鼠模型进行验证。[结果]蝙蝠蛾拟青霉对PTP1B的抑制率最高,达到(78±2.81)%,其抑制类型为竞争性抑制。体内实验显示,蝙蝠蛾拟青霉降血糖效果最佳,小鼠空腹血糖降低了71.2%,与模型组有显著差异(p0.01),和二甲双胍组相近。蛹虫草组、灰树花组和桑黄组血糖分别降低了62.7%、57.8%和48.3%。此外,各个实验组小鼠的甘油三酯、胆固醇、糖化血红蛋白和胰岛素水平与模型组也存在显著差异。[结论]PTP1B作为糖尿病的新靶标,在筛选降糖药用真菌的过程中也同样适用,而且蝙蝠蛾拟青霉显示了良好的降血糖活性。     

一株放线菌次生代谢产物化学成分的研究

目的：研究放线菌这类重要的可再生资源的次生代谢产物的化学成分。方法：通过对一株采集于云南西部土壤放线菌的发酵培养,发酵液经TLC分离纯化、高效液相分析检测、核磁共振和质谱测定。结果：从其次生代谢产物中分离获取了8个化合物,其中4个化合物的结构已经初步确定。结论：4个化合物中两个具有抗肿瘤活性,两个具有抑菌活性。     

海洋动物来源微生物的共培养研究进展

近年来,由于一些新疾病的发生和细菌耐药性的出现,微生物来源次级代谢产物的筛选重复率越来越高,微生物一些代谢基因在现有实验室条件下无法表达,所以需要发现新的微生物资源,同时找到激活微生物代谢产物基因的方法。海洋动物体内蕴含着大量的共附生微生物资源,可以产生很多具有生物活性的化合物,是潜在的药用资源。本文综述了近年来海洋动物(海鞘、海绵、珊瑚和海葵等)来源的微生物进行共培养的研究策略,包括共培养菌株的选择、共培养条件、群体感应和信号分子对共培养菌株的影响,以及不同种类微生物间的共培养实例。共培养与单培养相比,增加了次级代谢产物的种类,提高了次级代谢产物的生物活性或产量。共培养的研究有助于发现新的海洋动物来源微生物的活性天然产物,为海洋药物的开发提供新思路。     

海洋真菌Aspergillus sp.SCSGAF 0076与细菌Bacillus sp.MNMCCE001共培养次生代谢产物

【目的】阐明海洋真菌Aspergillus sp.SCSGAF 0076与细菌Bacillus sp.MNMCCE 001在平板上共培养时产生的主要抗菌物质和红色素的化学结构。【方法】在固体淀粉培养基上分别进行Aspergillus sp.SCSGAF 0076纯培养、以及SCSGAF 0076和Bacillus sp.MNMCCE 001共培养,培养3 d后分别对纯培养和共培养的培养基进行萃取浓缩得到浸膏,运用高效液相色谱分析比较纯培养和共培养所得浸膏的化学分成的差异,并采用抗菌活性追踪法,结合硅胶柱层析、凝胶柱层析和高效液相色谱等分离方法从共培养浸膏中分离纯化抗菌物质和红色素,运用波谱解析法鉴定化合物的结构。【结果】通过高效液相色谱分析发现,共培养与纯培养的主要次生代谢产物没明显差异,但抗菌物质和红色素的含量差别明显。从这两株菌共培养的发酵产物中分离鉴定了4个化合物,包括抗菌物质青霉酸(1)、青霉酸类似物5(6)-dihydropenicillic acid(2)和9-chloro-8-hydroxy-8,9-deoxyasperlactone(3)、以及红色素viopurpurin(4)。【结论】初步阐明了Aspergillus sp.SCSGAF 0076与Bacillus sp.MNMCCE 001共培养时由Aspergillus sp.SCSGAF 0076产生的主要抗菌活性化合物是青霉酸,伴随明显增多的主要红色素是viopurpurin,二者产率均比Aspergillus sp.SCSGAF 0076纯培养时高。     

一株海洋链霉菌MMHS020的抗菌活性代谢产物

【背景】海洋微生物因其生存环境的多样性与独特性,已成为天然产物研究的重要来源。【目的】以一株太平洋海泥来源链霉菌MMHS020为出发菌株,筛选可促进其产生丰富代谢产物的发酵条件,挖掘菌株在抗菌抗肿瘤方面的潜力。【方法】采用单菌株多次级代谢产物策略对MMHS020菌株进行培养诱导,使其产生更丰富的活性代谢产物。双层平板法测定发酵产物对6种指示菌的抑菌活性。以硅胶柱层析、葡聚糖凝胶层析和制备层析等方法对代谢产物进行分离纯化,再通过质谱技术和~1H-NMR和~(13)C-NMR对化合物进行结构解析。【结果】链霉菌属MMHS020菌株可在较高浓度盐离子环境中产生丰富的抑菌活性代谢产物,显示出对枯草芽孢杆菌、结核分枝杆菌和藤黄微球菌等多种指示菌的抑制活性。从发酵产物中分离鉴定了3个化合物,分别是诺卡胺素(1)、麦角甾醇(2)和星形孢菌素(3)。其中星形孢菌素表现出白色念珠菌的抑制活性,而诺卡胺素则对其他几个指示菌表现出较强的抑制活性。【结论】海洋链霉菌MMHS020菌株可代谢产生丰富多样的生物活性物质,具有开发成为新型抑菌生物制剂的潜力。     

新引进冬虫夏草菌液体深层发酵试验

介绍了从北京中科院微生物研究所新购进的冬虫夏草菌种 -蝙蝠蛾拟青霉 ,用玉米浆、豆饼粉等原料作液体培养基 ,进行深层发酵试验 ,研究找出最佳配方和工艺。     

放线菌JSM20.1发酵条件优化及活性物质特性初步研究

采用单因子实验和正交试验对具抑菌活性放线菌JSM20.1发酵培养基和发酵条件进行优化,并对其产生的抑菌活性物质的特性进行了初步研究。优化后的最佳发酵培养基:葡萄糖15.0 g,大豆粉10.0 g,NaCl 5.0 g,酵母膏1.0 g,CaCO31.0 g,复合盐A液20 mL,复合盐B液1 mL,水1000 mL,最佳起始pH7.0。优化后的最佳发酵条件:摇瓶装量20%,摇床转速200 r/min,发酵温度28℃。所产生的抑菌活性物质有较好的热稳定性,在强酸、强碱和高温条件下都具有稳定活性,不溶于石油醚和氯仿,溶于乙酸乙酯。     

响应面法优化蝙蝠蛾拟青霉发酵培养基配方

为了提高虫草无性型蝙蝠蛾拟青霉(Paecilomyces hepiali)菌丝体中的腺苷含量,采用响应面法对其液体发酵培养基配方进行了优化。首先采用Plackett-Burman设计法对影响蝙蝠蛾拟青霉腺苷收率的8个相关因素进行了筛选,从中确定其主要影响因子为马铃薯和蚕蛹粉。然后用最陡爬坡试验逼近上述2个因素的最大响应区域,并通过中心组合设计和响应面分析法,确定了主要影响因子的最佳浓度。优化后的培养基组成为:马铃薯8.25%,蔗糖1%,玉米粉1%,蛋白胨0.5%,蚕蛹粉0.81%,KH2PO40.1%,MgSO4.7H2O 0.1%,(NH4)2 SO40.1%。该配方所产生的蝙蝠蛾拟青霉菌丝体中腺苷含量由优化前的2.15 mg/g(干重)提高到3.44 mg/g(干重)。     

蝙蝠蛾拟青霉菌丝体发酵的研究

用20t发酵罐培养蝙蝠蛾拟青霉。菌粉收率达2．5％,D-甘露醇含量大于8％,腺苷含量大于0．2％．对发酵过程中pH、总糖、还原糖、得率、折光等的变化规律进行了考察．确定以发酵液pH的升高和还原糖含量作为综合判断发酵终点的依据．     

培养时间对蛹拟青霉(Paecilomyces militaris)菌丝体中代谢产物的影响

[目的]通过测定不同培养时间蛹拟青霉(Paecilomyces militaris)菌丝体中次级代谢产物的变化,分析蛹拟青霉次级代谢产物与培养时间之间的关系.[方法]液体种子接入SDAY固体培养基 ;培养温度为25℃,培养周期为9d,从第2天开始每天取样 ;用甲醇与乙酸乙酯分别提取菌丝体中次级代谢产物,离心、过滤后合并提取液,用液质联用仪进行分析,用MetaboAnalyst software软件进行数据采集分析.[结果]主成分分析结果表明供试菌株在不同培养时间内其菌丝中次级代谢产物差异显著.聚类分析结果显示,供试拟青霉对生物碱、肽类和核苷等易形成阳离子类物质的代谢物可分为前中后三个阶段.供试拟青霉对糖类和有机酸等易形成阴离子类物质的代谢主要分为前后两个阶段.差异代谢物及热图分析结果表明,在培养的第2和第3天含量显著增加的代谢产物种类较多,主要有酯类及其水解产物、细胞破坏素B和拟青霉素,以及多种尚未鉴定的含氮化合物等 ;在培养第4和第5天含量显著增加的差异代谢物质种类较少,主要有细胞破坏素A和团囊虫草素等肽类抗菌杀虫物质 ;在培养第6天至第9天含量显著增加的代谢物种类较多,除多种白僵菌交酯和细胞破坏素等肽类抗生素外,显著增加的还有多种脂肪酸、氨基酸、鼠李糖、海藻糖、脑苷脂类化合物和核黄素等物质.[结论]培养时间对蛹拟青霉菌丝中次级代谢产物的产生有显著影响.在培养初期,菌体中酯类及细胞破坏素B和拟青霉素等含氮化合物的合成旺盛.在培养中期,次生代谢物明显减少,但细胞破坏素A2和团囊虫草素等肽类抗生素的合成却仍显著增多.在培养后期,供试蛹拟青霉除代谢出多种白僵菌交酯等肽类抗生素外,还大量产生有机酸、氨基酸和海藻糖等物质.虽然在整个培养过程中都有肽类抗生素产生,但这些抗生素并不相同,同时后一阶段新的抗生素的产生常常伴随着前一阶段的抗生素减少,因此前期的抗生素可能是后期产生的抗生素的前体.