禾本科植物内生真菌研究20：基于NRPS5基因的我国东部早熟禾亚科植物内生真菌系统发育学分析

【背景】冷季型禾草-Epichloae真菌内生共生体在我国广泛存在,Epichloae内生真菌具有遗传多样性。【目的】选取来自江苏、山东和安徽等6省共8地的早熟禾亚科植物中的21个Epichlo?sp.菌株,检测菌株的NRPS5基因;分析不同宿主内Epichlo?属内生真菌NRPS5基因多样性。【方法】提取Epichlo?spp.菌株DNA,利用特异性引物对菌株中NRPS5基因进行PCR检测和序列分析,并基于NRPS5基因构建最大简约法系统发育树。【结果】NRPS5基因可能广泛分布于我国东部冷季型禾本科植物Epichloae内生真菌中。在同种内生真菌和同一宿主(除鹅观草)中的不同种内生真菌中NRPS5基因相对保守,但不同宿主的内生真菌其碱基序列差异大,与宿主植物采集地点、采集时间和子座的有无均无相关性,NRPS5基因的差异主要与宿主植物有关。这说明NRPS5基因序列比较保守,推测属于NRPS蛋白的功能核心区。【结论】NRPS5基因序列相对保守,可作为真菌遗传多样性分析的一种辅助手段。     

一株冠突散囊菌的分离鉴定、基因组成及其枇杷花发酵特性分析

【背景】冠突散囊菌LYEC03是从陕西泾阳茯砖茶中分离得到的主要发酵菌株。【目的】研究冠突散囊菌LYEC03菌株的基因组信息及其发酵枇杷花产品的特性,从分子水平阐明冠突散囊菌的发酵机制。【方法】应用形态和显微形态观察、ITS序列鉴定、重测序及框架图测序对所分离的菌株LYEC03进行鉴定和基因组信息解析,采用所分离的菌株LYEC03发酵枇杷花,研究冠突散囊菌对枇杷花主要功效成分及抗氧化性能的影响。【结果】陕西泾阳茯砖茶中分离得到的主要发酵菌株LYEC03确定为冠突散囊菌。菌株LYEC03与参考基因组覆盖率高,含有丰富的纤维素酶、蛋白酶、氧化酶和脂肪酶相关基因;基因组相关整体变异较小,其中假设蛋白、碳水化合物激酶、纤维素酶家族糖基水解酶、位点2蛋白酶家族蛋白、多酚氧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶等与菌株生长、能量代谢调节、产纤维酶、产蛋白酶和产氧化酶相关的基因发生了变异。菌株LYEC03基因组序列长度30 623 602 bp、GC含量51.70%、编码13 033个基因、编码基因占比55.74%,参与了碳水化合物代谢、氨基酸代谢、外源生物降解代谢、能量代谢、脂质代谢与萜类化合物和聚酮类化合物的...     

分离自茯砖茶的真菌菌株MJAU EC021的鉴定及培养过程中生理特性

【目的】从茯砖茶样中分离纯化得到生长优势菌株,研究其液体培养时的生理生化特性,为茯砖茶实际生产提供依据。【方法】用PDA平板稀释涂布法从茯砖茶中分离纯化菌株。采用常规真菌发酵培养方法,单因素筛选其培养条件,再利用响应面法优化最优培养条件,测定冠突散囊菌发酵液中还原糖、多酚、胞外酶酶活及抗氧化的能力。【结果】利用形态学与ITS序列分析鉴定优势菌株MJAU EC021为冠突散囊菌Eurotium cristatum;最优的培养条件:转速187 r/min,培养时间10 d,培养温度28°C,冠突散囊菌生物量为21.52 g/L。冠突散囊菌发酵培养过程中4种胞外酶活性均在第10天时达到最大值,第9天时胞外多酚含量达到峰值为0.588 g GAE(没食子酸)/m L;发酵液对1,1-二苯基-2-苦基肼(DPPH)、羟基自由基的清除率达到最大值分别是90%、94%。【结论】真菌菌株MJAU EC021是株冠突散囊菌E.cristatum,发酵液具有较好的抗氧化能力,是潜在的抗氧化添加剂。     

黑茶砖茶中两种产生“金花”的曲霉菌

"金花"是曲霉属Aspergillus真菌在黑茶后发酵过程中,在砖茶内部形成的黄色闭囊壳。从广西和湖南产的黑茶砖茶中分离获得2株"金花菌",均能在培养基上形成闭囊壳。根据分离菌株的培养特征和微观形态特征及β-微管蛋白基因(Ben A)、钙调蛋白基因(Ca M)及RNA聚合酶Ⅱ基因(RPB2)的系统发育分析,参照Hubka最新的曲霉属曲霉组Aspergillus section Aspergillus分类系统,将分离菌株分别鉴定为假灰绿曲霉A.pseudoglaucus及冠突曲霉A.cristatus。另外,通过扫描电镜对这2株"金花菌"进行了形态观察,并记录了菌株A672闭囊壳的发育过程。在广西产砖茶中分离鉴定出的"金花菌"假灰绿曲霉为国内首次报道。通过比较,将过去湖南产砖茶中广泛报道的"金花菌"冠突散囊菌修订为冠突曲霉A.cristatus。黑茶茶砖中"金花菌"的分离与鉴定对于黑茶品种的鉴别和质量评价具有重要指导意义。     

冠突散囊菌对茶叶品质成分及其抗氧化活性影响

从茯砖茶样中分离纯化制得冠突散囊菌Eurotium cristatum菌株,选用普通炒青绿毛茶做茶坯,应用人工接种发酵技术进行固体发酵制成发酵散茶。结果表明：冠突散囊菌发酵一个月后的炒青绿茶不仅品质成分明显改善,茶黄素和茶红素高于其他样品,而且苦涩味减轻;采用1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）法和2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)（ABTS）法测定发酵散茶的抗氧化活性,结果显示,对两种自由基的清除能力分别达到75%和56%以上,与湖南茯砖茶相近。发酵散茶的ABTS自由基清除能力分别高于对照和浙江茯砖茶64.7%和80.6%,而对DPPH的清除能力略低于对照,但是高于浙江茯砖茶。     

冠突散囊菌黑茶发酵液对消化酶活性影响的研究

在模拟人体胃肠环境中研究不同发酵时期的冠突散囊菌黑茶发酵液对淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶活性的影响。结果表明冠突散囊菌黑茶发酵液能显著提高α-淀粉酶、蛋白酶活力,并有效抑制脂肪酶活力。冠突散囊菌发酵液利于淀粉、蛋白质消化吸收,抑制脂肪分解吸收,为解释茯砖茶的保健功能提供了理论依据。     

河北九莲城淖尔可培养放线菌多样性及抗菌活性筛选

【目的】勘探干涸的九莲城淖尔土壤放线菌多样性并进行活性筛选,以期发现药用微生物资源,为新抗生素的发现奠定基础。【方法】采用15种分离培养基,以稀释涂布法分离放线菌;根据分离菌株的16S rRNA基因序列同源性分析放线菌多样性;发酵液经乙酸乙酯萃取,菌丝体经丙酮浸提,获得提取浓缩物样品;样品通过纸片扩散法进行抗菌活性初筛;抗菌阳性菌株采用PCR技术进行Ⅰ型聚酮合酶(PKS I)KS域、Ⅱ型聚酮合酶(PKS II)KS域和非核糖体多肽合成酶(NRPS)A结构域抗生素生物合成基因的检测。【结果】从11份盐湖土壤样品中分离纯化到251株放线菌,其分布于放线菌纲的10个目15个科31个属,其中优势菌属为链霉菌属和拟诺卡氏菌属;251株放线菌中包括57株耐(嗜)盐放线菌,其优势菌属为拟诺卡氏菌属(22株)和涅斯捷连科氏菌属(15株)。基于16S r RNA基因序列的系统发育分析显示,菌株J11Y309为糖霉菌科潜在新属,菌株J12GA03为分枝杆菌科潜在新种。96株放线菌活性检测结果显示,56株至少对1株检定菌具有抗菌活性,阳性率为58.3%;56株有活性的放线菌中,47株至少含有1种抗生素生物合成基因,其中17株同时具有3种抗生素生物合成基因。【结论】干涸的九莲城淖尔土壤中含有较为丰富的药用放线菌资源,具有从中发现放线菌新物种和新抗生素的潜力。     

川滇四区森林土壤纯培养放线菌多样性及生物活性

【目的】为了从放线菌发现新的药物先导化合物,研究了川滇4个地区的放线菌多样性及其生物活性。【方法】采集250份土样,用4种培养基分离放线菌;从中选择98株代表菌进行了初步分类鉴定;采用琼脂扩散法,检测了169株放线菌对4种细菌和7种真菌的抑菌活性;利用特异性引物扩增法,测定了它们产生的聚酮合酶(PKSI、PKSⅡ)基因、非核糖体多肽合成酶(NRPS)基因和多烯类化合物合成酶(CYP)基因。【结果】黄荆老林的放线菌有13个属,峨眉山、青城山仅5个属,九寨沟9个属,西双版纳达20个属;不同地区的放线菌具有抗菌活性的菌株平均约占10%;有27%-36%的菌株产生PKSI、II、NRPS、CPY化合物合成基因。【结论】在采集样品的地区中,人类干扰越少,放线菌的多样性越高。分离放线菌时,使用"极端"条件,虽然分离到的放线菌数量可能不多,但获得未知菌的比例较大。添加抑制剂可减少革兰氏阴性细菌和真菌,有利于分离放线菌。     

肇庆星湖湿地可培养放线菌多样性

摘要:【目的】探究星湖湿地可培养放线菌物种多样性,筛选潜在药源活性代谢产物产生菌,为后续菌种资源开发奠定基础。【方法】采用5种选择性分离培养基分离星湖湿地底泥中的放线菌,通过16S rRNA基因同源性分析代表性菌株的物种多样性;以3株病原细菌为指示菌检测分离菌株的抑菌活性;PCR扩增代表菌株的聚酮合酶(PKS I、PKS II)基因、非核糖体多肽合成酶(NRPS)基因、安莎类化合物(AHBA)基因及3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGA)基因。【结果】分离到135株放线菌菌株,被鉴定为放线菌纲的7 个目、10个科、13个属,优势类群为链霉菌、小单孢菌及诺卡氏菌。83株检测菌中,24.09%抗金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus),4.8%抗大肠杆菌(Escherichia coli);24株高活性菌株中PKS I阳性率16.7%,PKS II阳性率62.5%,NRPS阳性率16.7%,AHBA阳性率12.5%,HMGA阳性率29.2%。活性复筛及HPLC结果显示,菌株XD007、XD114和XD128显著抑制3株病原指示菌,且能产生大量次级代谢产物。【结论】星湖湿地底泥中放线菌资源丰富,筛选到的活性菌株可用于后续药源活性次级代谢产物的分离。     

基于Illumina MiSeq技术分析不同地域加工的茯砖茶中微生物群落多样性

为研究不同地域加工的茯砖茶中发花微生物群落结构及多样性,本文采用Illumina Miseq技术对其微生物群落结构进行了解析。结果表明:不同地域加工的茯砖茶中细菌种类丰富,分为9个门、16个纲、29个目、50个科、66个属,其中厚壁菌门中的乳球菌属(Lactococcus)占绝对优势;湖南产区的茯砖茶中细菌丰度和多样性最高。真菌分为2个门、6个纲、6个目、7个科、7个属,其中曲霉属(Aspergillus)是绝对优势菌种,在每个样品中的丰度均在92%以上;此外,还检测到了丰度低于1%的酵母属,分别是假丝酵母属、耐碱酵母属和毕赤酵母属,且在不同茶样中的丰度存在差异;陕西产区的茯砖茶中真核微生物菌群丰度最高。聚类分析发现,同一产区的茯砖茶样品距离较近,表明地域环境及加工工艺是影响茯砖茶发花中微生物群落结构的主要因素。     

不同来源鼠李糖乳杆菌的随机扩增多态DNA分析

[目的]建立鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus,Lr)菌株之间的分子鉴别方法并分析不同分离株之间的遗传多样性.[方法]从56份采集自中国新疆和田和广西巴马瑶族自治县的长寿老人粪便样本中分离得到的乳酸菌中,经生理生化分析和API 50CHL试验条鉴定,获得10株Lr.对10株Lr分离株和1株Lr标准株ATCC7469进行了随机扩增多态DNA分析,从50条随机引物中筛选到5条在菌株水平上具有鉴别力的引物P14、OPG28、OPG25、P7和P4并建立和优化了Lr菌株RAPD指纹图谱扩增方法.根据RAPD结果计算菌株间的遗传相似系数并进行聚类分析.[结果]获得了清晰稳定的DNA指纹图谱,扩增产物大小在100～2000bp之间,菌株间呈现显著的DNA多态性,不同来源的Lr分离株的遗传相似系数在0.581～0.935之间,在相似系数0.80水平上可以将11株Lr菌株分为5个类群,其中分离自新疆和田的Lr菌株归在类群B和类群C,而分离自广西巴马瑶族自治县的Lr菌株归在类群D和类群E.[结论]应用RAPD方法对Lr菌株进行分子鉴别是可行的,不同来源的Lr之间存在着较大的种内遗传多态性和不同的亲缘关系.     

海南东寨港真红树植物内生放线菌多样性及其抗菌活性

【目的】勘探海南东寨港真红树植物内生放线菌多样性,为发现放线菌新物种和新抗生素奠定基础。【方法】样品经表面消毒后粉碎,用10种不同培养基分离放线菌;通过PCR扩增、测定并比对16S r RNA基因序列,开展放线菌多样性分析;通过发酵、萃取等处理方法得到四类样品,包括发酵原液、乙酸乙酯提取液及水层和菌体的丙酮浸泡提取液;采用纸片扩散法对样品进行抗菌活性筛选;基于PCR的基因筛选技术探测活性菌株可能存在的NRPS、PKS I、PKS II抗生素生物合成基因。【结果】经形态特征排重,从14种真红树植物样品中共得到放线菌146株,16S r RNA基因序列比对表明它们分布于13个科18个属,其中链霉菌属为优势菌属,菌株S3Cf-2和S3Af-1的16S r RNA基因序列分别与有效发表菌株Couchioplanes caeruleus DSM44103T(X93202)和Microlunatus terrae BS6T(JF806519)的相似率最高,分别为97.45%和97.43%,可能为新物种。对其中46株放线菌发酵样品的抗菌活性检测表明,40株具有抗菌活性,总阳性率为86.96%;活性菌株中,38株菌存在至少一种所探测的生物合成基因簇,阳性率为95%,其中14株同时具有所探测的3种抗生素生物合成基因簇。【结论】海南东寨港真红树植物中存在多样性丰富的药用放线菌资源,具有从中发现放线菌新物种及新抗生素的潜力。     

Substrate specificity-conferring regions of the nonribosomal peptide synthetase adenylation domains involved in albicidin pathotoxin biosynthesis are highly conserved within the species Xanthomonas albilineans

Albicidin is a pathotoxin produced by Xanthomonas albilineans, a xylem-invading pathogen that causes leaf scald disease of sugarcane. Albicidin is synthesized by a nonribosomal pathway via modular polyketide synthase and nonribosomal peptide synthetase (NRPS) megasynthases, and NRPS adenylation (A) domains are responsible for the recognition and activation of specific amino acid substrates. DNA fragments (0.5 kb) encoding the regions responsible for the substrate specificities of six albicidin NRPS A domains from 16 strains of X. albilineans representing the known diversity of this pathogen were amplified and sequenced. Polymorphism analysis of these DNA fragments at different levels (DNA, protein, and NRPS signature) showed that these pathogenicity loci were highly conserved. The conservation of these loci most likely reflects purifying selective pressure, as revealed by a comparison with the variability of nucleotide and amino acid sequences of two housekeeping genes (atpD and efp) of X. albilineans. Nevertheless, the 16 strains of X. albilineans were differentiated into several groups by a phylogenetic analysis of the nucleotide sequences corresponding to the NRPS A domains. One of these groups was representative of the genetic diversity previously found within the pathogen by random fragment length polymorphism and amplified fragment length polymorphism analyses. This group, which differed by three single synonymous nucleotide mutations, contained only four strains of X. albilineans that were all involved in outbreaks of sugarcane leaf scald. The amount of albicidin produced in vitro in agar and liquid media varied among the 16 strains of X. albilineans. However, no relationship among the amount of albicidin produced in vitro and the pathotypes and genetic diversity of the pathogen was found. The NRPS loci contributing to the synthesis of the primary structure of albicidin apparently are not involved in the observed pathogenicity differences among strains of X. albilineans.     

百部内生放线菌的分离、分类及次级代谢潜力

【目的】以对叶百部块根为材料分离内生放线菌,并对分离菌株进行分类、抗菌活性和次级代谢产物合成基因研究。【方法】样品经过严格的表面消毒,选用4种培养基分离百部内生放线菌;分离菌株通过形态观察和16S rRNA序列分析进行分类鉴定;采用琼脂移块法测试分离菌株的抗菌活性;通过PCR检测分离菌株的PKS/NPRS和卤化酶基因;使用HPLC-UV/VIS-ESI-MS/MS分析发酵产物。【结果】从6个样品中获得18株内生放线菌,分属链霉菌属(Streptomyces)、小单孢菌属(Micromonospora)、假诺卡氏菌属(Pseudonocardia)和甲基杆菌属(Methylobacterium)。分离菌株绝大部分具有抗菌活性和次级代谢产物合成基因,其中13株对耐药金黄色葡萄球菌和/或绿脓杆菌有拮抗活性,17株具有PKS/NRPS基因,8株菌具有卤化酶基因,且卤化酶阳性代表菌株的发酵产物具有抗细菌活性和卤代化合物特征。【结论】百部作为一种传统中药,其内生放线菌以链霉菌和小单孢菌为主,在次级代谢产物合成方面具有很好的潜力,可作为一类重要微生物资源进行活性产物开发。     

来自西双版纳3种有毒植物的免培养与纯培养放线菌多样性及生物活性

【背景】由于土壤放线菌中获得新化合物日益困难,抗生素滥用使致病菌耐药性不断增加,人们转向研究植物内生放线菌以期发现新化合物。【目的】探究西双版纳热带雨林有毒植物内生放线菌的多样性,为开发新药提供具有潜在生物活性的菌株。【方法】通过Illumina Hi Seq高通量测序和纯培养方法分析箭毒木、八角枫、马缨丹3种有毒植物的内生放线菌群落结构组成,利用纸片扩散法筛选抑菌活性,通过PCR扩增检测7类化合物合成基因。【结果】高通量测序的多样性分析和群落结构分析得出:3种有毒植物在门分类水平检测出古菌域的2个门、细菌域的18个门和暂定的Rsa HF231、WD272门;在属分类水平检测出30个属的放线菌,八角枫和马缨丹的微生物群落结构比箭毒木更丰富。纯培养分离获得11个属34株菌,分离自箭毒木的菌株比八角枫和马缨丹的菌株更多,而且大多数高通量检测出的菌种不能通过纯培养获得。抑菌活性检测结果显示:抗菌活性作用明显的菌株以链霉菌属为主。链霉菌属的NRPS和PKS基因的检出率明显高于其他化合物合成基因。【结论】有毒植物内生放线菌多样性非常丰富。有毒植物内生放线菌具有合成次生代谢产物的潜力,可以为生物农药及抗生素开发提供丰富的菌种资源。     

Substrate Specificity-Conferring Regions of the Nonribosomal Peptide Synthetase Adenylation Domains Involved in Albicidin Pathotoxin Biosynthesis Are Highly Conserved within the Species Xanthomonas albilineans

Albicidin is a pathotoxin produced by Xanthomonas albilineans, a xylem-invading pathogen that causes leaf scald disease of sugarcane. Albicidin is synthesized by a nonribosomal pathway via modular polyketide synthase and nonribosomal peptide synthetase (NRPS) megasynthases, and NRPS adenylation (A) domains are responsible for the recognition and activation of specific amino acid substrates. DNA fragments (0.5 kb) encoding the regions responsible for the substrate specificities of six albicidin NRPS A domains from 16 strains of X. albilineans representing the known diversity of this pathogen were amplified and sequenced. Polymorphism analysis of these DNA fragments at different levels (DNA, protein, and NRPS signature) showed that these pathogenicity loci were highly conserved. The conservation of these loci most likely reflects purifying selective pressure, as revealed by a comparison with the variability of nucleotide and amino acid sequences of two housekeeping genes (atpD and efp) of X. albilineans. Nevertheless, the 16 strains of X. albilineans were differentiated into several groups by a phylogenetic analysis of the nucleotide sequences corresponding to the NRPS A domains. One of these groups was representative of the genetic diversity previously found within the pathogen by random fragment length polymorphism and amplified fragment length polymorphism analyses. This group, which differed by three single synonymous nucleotide mutations, contained only four strains of X. albilineans that were all involved in outbreaks of sugarcane leaf scald. The amount of albicidin produced in vitro in agar and liquid media varied among the 16 strains of X. albilineans. However, no relationship among the amount of albicidin produced in vitro and the pathotypes and genetic diversity of the pathogen was found. The NRPS loci contributing to the synthesis of the primary structure of albicidin apparently are not involved in the observed pathogenicity differences among strains of X. albilineans.