白马雪山云南黄芪与灰毛康定黄芪根际微生物物种多样性及抗生物膜活性菌株筛选

【背景】细菌生物膜是造成病原菌耐药性增强和持续感染的主要因素,但目前尚无针对抗菌膜的特效药物。特境植物根际微生物可产生大量具有提高宿主免疫功能的活性成分,极具抗生物膜药源开发潜力。【目的】了解滇西北高寒特境白马雪山分布的云南黄芪与灰毛康定黄芪植物根际微生物的物种多样性,并对可培养菌株进行抑菌与抗生物膜活性筛选。【方法】采用宏基因组技术结合传统微生物培养方法,对采自我国云南迪庆藏族自治州德钦县白马雪山的云南黄芪与灰毛康定黄芪的根际微生物进行物种多样性研究,并通过“孔板法”测定其可培养菌株发酵液乙酸乙酯粗浸膏的抗菌、抗生物膜活性。【结果】宏基因组测序结果显示,云南黄芪根际土壤样本中的微生物来自6门7纲8目8科9属10种,其中栖热菌属为优势菌群;灰毛康定黄芪根际土壤样本中的微生物来自6门8纲10目11科14属15种,其中慢生根瘤菌属为优势菌群。通过纯培养共获得145株可培养菌株,包括112株细菌和33株真菌。其中,云南黄芪根际细菌59株,共计16属35种,优势属为假单胞菌属和链霉菌属;根际真菌19株,共计4属5种,优势属为曲霉属;灰毛康定黄芪根际细菌53株,归属于16属29种,优势属为芽孢杆菌属与寡养单胞菌属;根际真菌14株,归属于3属4种,优势属为曲霉属。从不同种水平上选择51株细菌和7株真菌为代表菌株进行抗生素药源评估,发现5株细菌及1株真菌发酵液的乙酸乙酯粗浸膏具有中等至较强的抗革兰阳性菌活性,而且其中4株具有抗MRSA生物膜活性,最终确定了链霉属放线菌Streptomyces fulvissimus KTA1和曲霉属真菌Aspergillus fumigatus YNF5为潜力活性菌株。【结论】首次报道了滇西北地区高寒特境黄芪属植物根际微生物具有较好的物种多样性,而且具有一定的抗生素药用资源开发潜力。本研究对滇西北高寒特境特色植物来源的微生物资源开发利用与保护具有重要的借鉴意义。     

高寒特境中甸黄芪植物根际微生物物种多样性及其抗生物膜活性成分

滇西北高寒地区分布着丰富的黄芪属植物资源，该属植物“根际效应”明显，其根际微生物极具抗菌药用资源研究价值。【目的】认知滇西北高寒特境中甸黄芪根际微生物的物种多样性，探究其可培养菌株次生代谢产物的化学多样性及抗菌、抗生物膜活性。【方法】采用宏基因组和微生物纯培养方法对中甸黄芪植物根际微生物进行物种多样性分析，同时采用高效液相色谱（high performance liquid chromatography，HPLC）、超高效液相色谱-质谱联用法（ultra-performance liquid chromatography-mass spectrometry，UPLC-MS）结合“微量肉汤稀释法” “孔板法”等多级联合筛选策略综合评估可培养菌株的抗菌活性药源研究价值。【结果】对中甸黄芪根际土壤样本的微生物分类操作单元（operational taxonomic units，OTU）进行分类注释，得到22门54纲105目187科316属856种微生物，其中优势菌群为慢生根瘤菌属。纯培养共获得27属54种95株可培养菌株，包括20属33种54株细菌和7属21种41株真菌，优势属分别为芽孢杆菌属和青霉属。其中，1株细菌Pseudomonas tolaasii ZTB4和3株真菌Aspergillus tabacinus ZNF17、Lecanicillium aphanocladii ZNF15、Umbelopsis nana ZTF31的次生代谢产物具有广谱抗菌活性。同时，菌株ZTB4和ZNF17的次生代谢产物也显示出优秀的抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（methicillin-resistant Staphylococcus aureus，MRSA）生物膜活性，并已验证这2株菌株的主要活性成分分别为环脂肽类与黄酮类。【结论】中甸黄芪植物根际微生物物种多样性较为丰富，其可培养菌株次生代谢产物有较好的化学多样性和抗菌、抗生物膜活性。研究结果为我国特境特色微生物药用资源的开发利用提供理论依据。