代谢组学方法鉴定球孢白僵菌孢子萌发和杀虫毒力相关的标记物

【目的】识别球孢白僵菌萌发和杀虫毒力相关的标记物。【方法】本研究对7个球孢白僵菌菌株的孢子进行萌发率和对茶毛虫毒力进行测定,采用基于LC-MS的代谢组学方法,识别菌丝和孢子提取物中与萌发和毒力有关的标记物。【结果】高毒力菌株的菌丝中具有高含量的carnitine、hercynine、acetylcarnitine、α,α-trehalose;Octa-Me、arg-arg-gln、phosphatidylethanolamine[PE(18∶2/0∶0)]、phosphotidylcholine[PC(18∶3/0∶0)]和PC(18∶2/0∶0)。高萌发率菌株的孢子中具有高含量的2,3-dimethylmaleate、acetylcarnitine、propionyl-carnitine和PC(18∶2/0∶0)。高毒力菌株的孢子中具有高含量的histamine、2,5-pyrrolidinedicarboxylic acid;Diamide、carnitine、acetylcarnitine、propionyl-carnitine、butyrylcarnitine、PE(18∶2/0∶0)、PC(16∶1/0∶0)和PC(18∶3/0∶0)。此外,对菌丝中杀虫相关的环肽beauverolides,beauvericins和bassianolide进行相对含量比较分析,发现单独一种肽的含量高低与菌株对茶毛虫的毒力没有直接关系,但高毒力的Bb1898菌株中的9种肽同时具有较高的含量暗示它们可能发挥协同作用。【结论】毒力和萌发的共同标记物是脂酰肉碱和磷脂,它们可能具有维持附着胞膨压和为穿透寄主提供能量的功能。其它标记物,如在高毒力菌丝中发现的hercynine和α,α-trehalose;高萌发率孢子中的2,3-dimethylmaleate,高毒力孢子中的histamine和2,5-pyrrolidinedicarboxylic acid Diamide,它们的作用原理有待进一步研究。     

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.     

培养时间相关的中国被毛孢代谢产物初步分析

采用偏最小二乘判别分析法(PLS‐DA)分析不同培养时间中国被毛孢代谢产物的变化。结果表明,在不同培养时间内,供试菌株菌丝的次级代谢产物差异显著。根据代谢组差异可将中国被毛孢培养时间分为前期(19d前)、中期(19–26d)、后期(26d后)3个阶段。3个培养阶段共出现43种显著差异化合物,其中仅在培养前期出现的差异化合物有3种,大部分差异代谢物出现在前期后段及中期,包括8种抗生素及多种具有独特生物活性的物质,在培养后期有3种抗生素没有检测到。在整个培养过程中,有些代谢物可能是受反馈调节机制控制,其含量呈波动变化;有些是持续合成的稳定的代谢终产物,其含量持续增加;有些由于合成速度逐渐减慢,或分解速度逐渐加快而出现含量持续下降。从代谢物的利用角度来说,人工培养菌丝适宜在培养中期采收,因为此阶段生物活性代谢物最多,但对于含量持续下降的化合物的利用应在培养前期采收;对于含量持续增加的化合物的利用宜在培养后期采收。