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。     

一株肠膜明串珠菌的分离鉴定及其抑菌特性

[背景] 水产病原细菌严重威胁水产动物健康且制约水产养殖业发展,细菌性鱼病的有效防治成为水产养殖领域亟待解决的问题。[目的] 筛选对水产病原细菌有抑制效果的菌株,并研究其抑菌特性及其在水产细菌病害防治中的实际效果。[方法] 通过16S rRNA基因测序、构建系统发育树和生理生化鉴定确定筛选菌株的进化地位,通过乙酸乙酯萃取获得抑菌物质粗提物,通过偶氮酪蛋白法检测菌株胞外蛋白酶活力,采用结晶紫染色法对菌株的生物膜形成能力进行测定,通过浸浴攻毒模型确定所筛菌株对维氏气单胞菌的防治作用。[结果] 从泡菜发酵物中筛选出一株乳酸菌DH,经16S rRNA基因测序、发育树分析和生理生化鉴定确定其为肠膜明串珠菌,该菌分泌的胞外抑菌物质对鼠伤寒沙门氏菌、大肠埃希氏菌、铜绿假单胞菌、杀鲑气单胞菌、希瓦氏菌和维氏气单胞菌表现出抑菌效果,其抑菌物质能被乙酸乙酯萃取并且具有热稳定性。菌株DH能够显著抑制待测菌株的蛋白酶产量和生物膜形成能力,并且对维氏气单胞菌浸浴攻毒有防治作用。[结论] 肠膜明串珠菌DH通过分泌抑菌物质抑制水产病原细菌的生长,能够为细菌性鱼病的防治提供一定的理论和应用潜力。     

V型羊毛硫肽雷可肽的抑菌机制

【背景】雷可肽(Lexapeptide)为首例V型羊毛硫肽家族化合物,具有较好的抗革兰氏阳性菌活性,对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus,MRSA)和表皮葡萄球菌(Methicillin-Resistant Staphylococcus epidermidis,MRSE)的抑制作用强于广泛应用的食品防腐剂乳酸链球菌素,其对pH和高温的稳定性也优于乳酸链球菌素,具有较好的应用前景。由于抑菌机制不明确,限制了雷可肽的开发应用。【目的】探究雷可肽抑菌作用特征以及作用机制,为雷可肽开发应用奠定基础。【方法】通过菌落计数法与Mg2+试验表征雷可肽抑菌动力学曲线;采用流式细胞仪和透射电子显微镜研究雷可肽在靶细胞表面的成孔性;利用高效液相色谱与基质辅助激光解吸电离的时间飞行质谱分析雷可肽处理对革兰氏阳性菌肽聚糖前体积累的影响。【结果】雷可肽在抑菌动力学上与乳酸链球菌素没有显著差别,但在更宽的Mg2+浓度范围内仍可保持抑菌活性。雷可肽处理后的细胞具有透过荧光染料的能力,生物型透射电镜观察到细胞发生破损。此外,在雷可肽作用后的细胞中检测到肽聚糖合成的前体尿嘧啶核苷二磷酸-N-乙酰胞壁酸五肽。【结论】雷可肽能够通过抑制细胞壁肽聚糖生物合成并造成细胞损伤进而获得通透性,以此来抑制革兰氏阳性菌生长。     

基于转录组学分析的丙酸钙对酿酒酵母的抑菌机制

【背景】丙酸钙作为在面包等食品中添加的防腐剂,具有一定的抑菌作用,但目前对其的研究大多聚焦于生化、群体层次。【目的】在分子水平上探究丙酸钙对酵母起抑菌作用的机制。【方法】取实验组和对照组中对数生长期的耐高糖酵母BH1进行转录组测序及分析,并进行实时荧光定量PCR验证。【结果】与6 h对照组(无丙酸钙处理;Control Group,CG)相比,6 h实验组(丙酸钙处理2 h;Calcium Propionate 2 h Group,CP2G)中有1438个差异表达基因,其中643个基因上调,795个基因下调。然而与4 h实验组(丙酸钙处理0h;Calcium Propionate 0h Group,CP0G)相比,CP2G中共有1921个差异表达基因,其中1438个基因上调,483个基因下调。差异表达基因涉及MAPK(Mitogen-Activated Protein Kinase)信号途径、细胞周期途径及减数分裂途径等多条途径,细胞壁合成过程也受到影响。【结论】探究了丙酸钙对酵母产生抑菌作用的分子机制,为进一步揭示丙酸钙的抑菌作用机理提供了理论基础。     

青霉素钠对萼花臂尾轮虫适合度的促进作用及其与藻密度的关系

以萼花臂尾轮虫（Brachionus calyciflorus）为受试动物,在1.0×10⁶（较低）、2.0×10⁶（中等）和4.0×10⁶个细胞/mL （较高）的斜生栅藻（Scenedesmus obliquus）密度下,研究了不同浓度（0、200、400、600、800和1000 μg/L）的青霉素钠对轮虫各生命表统计学参数的影响。结果表明,与各藻密度下的对照组相比,当藻密度为2.0×10⁶个细胞/mL时,200-1000 μg/L的青霉素钠处理组中轮虫的生命期望和世代时间分别延长了40.67%-70.67%和34.04%-50.23%（P<0.05）,净生殖率和内禀增长率分别提高了204.35%-358.70%和36.26%-62.09%（P<0.05）;藻密度的降低或升高均显著降低青霉素钠对轮虫存活、生殖和种群增长的促进幅度。1.0×10⁶ 个细胞/mL的斜生栅藻密度下,400 μg/L的青霉素钠处理组中轮虫的生命期望延长了21%（P<0.05）,200-400μg/L的青霉素钠处理组中轮虫的世代时间延长了23.15%-33.13%（P<0.05）,200-600和1000 μg/L的青霉素钠处理组中轮虫的净生殖率分别升高了40%-81.05%和41.05%（P<0.05）;但4.0×10⁶个细胞/mL的斜生栅藻密度下,各青霉素钠处理组中轮虫的所有生命表统计学参数均与对照组之间无显著性差异（P>0.05）。藻密度对轮虫的生命期望、净生殖率、内禀增长率和后代混交率均具有显著性影响（P<0.01）,青霉素钠浓度对轮虫的世代时间、净生殖率和内禀增长率均具有显著性影响（P<0.05）,藻密度和青霉素钠浓度的交互作用对轮虫的生命期望、净生殖率和内禀增长率也具有显著性影响（P<0.05）。在实验设置的青霉素钠浓度范围内,1.0×10⁶个细胞/mL藻密度下轮虫的生命期望、世代时间和净生殖率与青霉素钠浓度之间均具有显著的剂量-效应关系（P<0.05）;2.0×10⁶个细胞/mL藻密度下,轮虫的生命期望、世代时间和内禀增长率与青霉素钠浓度之间均具有显著的剂量-效应关系（P<0.05）。本研究结果提示,环境相关浓度的青霉素钠不会对萼花臂尾轮虫的存活、生殖和种群增长产生显著性影响。     

耐高盐枯草芽孢杆菌XP合成球形纳米硒及其抑制草莓病原真菌生物活性

生物方法合成纳米材料具有低能耗、高安全性以及环境友好等优良特点,因而备受人们关注。利用细菌将硒酸盐或亚硒酸盐还原为单质硒,不仅可以降低硒毒性,而且还能获得价值更高的生物纳米材料。文中选用可耐受高盐环境胁迫的枯草芽孢杆菌亚种Bacillus subtilis subspecies stercoris strain XP构建生物模型,分别以LB液体培养基和亚硒酸钠为介质和底物 (电子受体),解析菌株XP合成纳米硒的基本规律。通过扫描电镜 (Scanning electron microscope,SEM) 观察、X射线能谱分析 (X-ray energy dispersive spectral analysis,EDAX)、X射线衍射 (X-ray diffraction,XRD) 分析、傅里叶红外变换光谱 (Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR) 技术对合成的纳米硒进行物理化学表征分析,同时选用草莓枯萎、红叶、紫斑病病原真菌对其抗菌活性进行分析。结果表明,菌株XP介导合成的单质硒为球形纳米颗粒 (Selenium nanoparticles,SeNPs),其生成量与反应时间呈正相关 (0–48 h),且细胞形态未发生褶皱或破损等变化 (耐受力强);SeNPs为非晶态,粒径范围在135–165 nm,表面元素组成以Se为主,同时存在C、O、N、S等有机元素;颗粒表面包裹生物大分子物质,-OH、C=O、N-H、C-H等官能团与SeNPs稳定性和生物活性密切相关;高浓度纳米硒对枯萎、红叶、紫斑病病原真菌均有显著抑制活性 (P<0.05),其中对草莓红叶病与枯萎病病原真菌的抑制活性明显优于对紫斑病病原真菌的抑制活性。总而言之,菌株XP不仅耐受高盐胁迫能力强,同时还可介导合成生物SeNPs,其合成的纳米硒颗粒具有良好的稳定性和生物活性,在草莓病害防治以及绿色富硒草莓种植等领域具有潜在的应用价值。     

毒根斑鸠菊中的一个新倍半萜的分离与鉴定

为了更好的研究毒根斑鸠菊(Vernonia cumingiana Benth)叶茎的化学成分与活性测定,利用硅胶柱层析、Sephadex LH-20等柱色谱技术对毒根斑鸠菊叶茎提取物进行了分离,并采用现代波谱学技术(¹H NMR、¹³C NMR、HMBC、HMQC等)及X-射线单晶衍射技术并根据其理化性质鉴定了七个化合物的结构,分别为vernone A(1)、α-波甾醇(2)、β-谷甾醇(3)、芹菜素(4)、柽柳素(5)、羊齿烯醇(6)、4-羟基-2-甲氧基肉桂醛(7)。化合物4~7为首次从毒根斑鸠菊中分离得到,化合物1为一个新的倍半萜类化合物。采用双层琼脂扩散法对分得的单体化合物Vernone A进行了抑菌活性测定,结果显示vernone A对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、伤寒杆菌在实验浓度范围内未表现出明显抑菌作用。     

莳萝蒿精油成分分析及抑菌活性机理探究

为了确定莳萝蒿精油的化学成分,并探究其抑菌活性及抑菌机理。该研究采用水蒸气蒸馏法提取莳萝蒿精油,并通过气相色谱-质谱联用法测定其化学成分。采用抑菌圈法、二倍稀释法和生长曲线法测定精油的抑菌活性,采用电导率法和扫描电镜法探究精油的抑菌机理。结果表明:(1)莳萝蒿精油的主要化学成分包括醇类(47.12%)和萜烯类(19.90%),在所有成分中桉油精(12.39%)含量最高,其次为松油醇(8.70%)。(2)精油对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌圈直径分别为(22.57±1.68)mm和(15.36±0.71)mm。(3)精油对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的最小抑菌浓度分别为3.25和7.5μL/mL,最小杀菌浓度分别为7.5和15μL/mL。(4)当精油浓度为1.625和3.25μL/mL时,其分别能够延缓金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的生长;当精油浓度为3.25和7.5μL/mL时,其能够完全抑制金黄色葡萄球菌的生长;当精油浓度为7.5和15μL/mL时,其能够完全抑制大肠杆菌的生长。(5)经精油处理之后的细菌,其相对电导率明显增大,且随精油浓度的增加而增大,同时其细胞膜发生了萎缩和破裂的现象。研究发现,莳萝蒿精油富含醇类和萜烯类等多种活性物质,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有良好的抑菌活性,且莳萝蒿精油能够改变细胞的膜结构,导致细菌中的内溶物发生泄漏,从而抑制细菌生长。     

甘肃武威地区酿酒葡萄园叶蝉种群动态及其与气象因子的关系研究

为明确甘肃武威地区酿酒葡萄园叶蝉种群发生动态及其与气象因子之间的关系.连续2年应用黄板诱集法对酿酒葡萄园叶蝉种群动态进行定时定点监测;采用相关分析、回归分析、通径分析、主成分分析、灰色关联度等方法分析其与气象因子的关系.结果表明,酿酒葡萄园叶蝉一年有4个发生高峰,分别为5月底6月初、7月中旬、8月上中旬和9月中旬,5月底6月初种群数量达最高,为集中为害关键期.相关性分析结果表明,叶蝉种群动态与平均最低温度、平均最高相对湿度呈显著负相关(P=0.0129;P=0.0465),与平均相对湿度、平均最低相对湿度呈极显著负相关(P=0.0031;P=0.0041).回归分析表明,平均最低温度、平均相对湿度、平均最高相对湿度和平均最高相对湿度综合影响叶蝉种群变化,其中平均相对湿度和平均最低相对湿度是主要因素,对叶蝉种群动态的反向直接作用最大,平均最低温度和平均最高相对湿度对叶蝉种群动态的影响主要通过平均相对湿度和平均最低相对湿度间接发生.主成分分析表明,平均相对湿度和平均最低相对湿度是主要成分,累积方差贡献率达85％.灰色关联度分析结果表明,平均相对湿度和平均最低相对湿度与叶蝉种群数量变化的关联度最大,是影响种群动态的关键影响因子.平均相对湿度和平均最低相对湿度是影响酿酒葡萄园叶蝉种群数量变化的主要气象因子.     

Understorey plant community assemblage of Australian Eucalyptus woodlands under elevated CO2 is modulated by water and phosphorus availability

水分和磷调控的澳大利亚桉树林林下植物群落组合对二氧化碳浓度升高的响应 鉴于林下植物群落具有的关键性功能作用和全球范围内巨大的森林覆盖面积,研究林下群落对 CO₂浓度升高(eCO₂)的响应以及土壤资源在这些响应中的作用,对于了解CO₂浓度升高对森林生态系统造成的影响非常重要。本研究评估了在澳大利亚东部磷有限的桉树林林下群落中,两种限制性的资源(即水分和磷)在发芽、物候、覆盖率、群落组成和叶片性状等方面对eCO₂响应的作用。我们收集了含有当地土壤种子库的土壤,在温室条件下种植实验性的林下植物群落。研究结果表明,添加磷提高了植物的总体覆盖率,特别是在生长期的最初4 周以及水分含量高的条件下,而且该响应是由植物群落中的类禾本科植物所驱动。然而,随着实验的进行,不同处理方法之间的差异逐渐减小,所有处理在大约11周后均达到了80%左右的植物覆盖率。相反,植物覆盖率并未受到eCO₂ 的影响。多元分析结果反映出植物群落组成随时间的变化,盆栽从以裸土为主变为以高覆盖率的多样化群落为主。但是在实验过程中,磷的添加以及水分可利用性和CO₂之间的相互作用都对植物群落随时间的变化轨迹有所影响。CO₂浓度的升高也增加了群落水平的比叶面积,这表明植物群落对eCO₂的功能适应可能发生在成分响应开始之前。鉴于我们用种子库培育的林下群落对eCO₂ 的响应随着时间的推移而有 所变化,并且受到与磷和水分可利用性的相互作用的调节。我们的结果表明,在水分含量有限的系统中, 特别是在土壤养分可利用性低所导致的生产力响应受限的情况下,CO₂浓度的升高在塑造植物群落方面作用有限。