金黄色葡萄球菌拮抗菌株的筛选鉴定及其抗菌物质分析

【背景】植物内生菌的次生代谢产物是新型天然活性物质的重要来源。【目的】从芍药内生细菌中筛选对金黄色葡萄球菌有抑菌活性的菌株和次生代谢产物。【方法】采用平板对峙法筛选拮抗菌株,根据形态学特征和分子生物学的方法鉴定菌株,PCR扩增检测合成脂肽类物质的功能基因;运用牛津杯法依次测定内生细菌发酵液和脂肽类粗提物的抑菌活性,利用Sephadex LH-20凝胶层析分离脂肽类物质,利用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析具有抑菌作用的分离组分。【结果】共筛选出13株对金黄色葡萄球菌具有不同程度抑制作用的内生菌株,其中菌株SY11的抑菌作用最为显著,其发酵液和脂肽类粗提物均具有较强的抑制作用。结合形态学鉴定以及16S r RNA基因序列分析,鉴定其为解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)。PCR扩增检测表明菌株SY11含有3个合成脂肽类物质的功能基因fenA、ituD和srfkn,推测该菌株可能具有合成脂肽类物质的能力。根据具有抑菌活性分离组分的质谱分析结果,推测其有效物质的主要成分为Bacillomycin D。【结论】解淀粉芽孢杆菌SY11对金黄色葡萄球菌有良好抑制效果,其脂肽类粗提物也具有较强的体外抑菌活性。本研究为芍药内生细菌的开发应用奠定了基础。     

牡丹根部内生细菌的分离鉴定及脂肽类物质的拮抗活性研究

【目的】从牡丹(Paeonia suffruticosa Andr.)根部组织中分离鉴定内生细菌,测定拮抗菌株脂肽类活性物质的体外抑菌活性。【方法】采用平板对峙法筛选出对牡丹灰霉病菌(Botrytis paeoniae Oadem)、牡丹炭疽病菌(Gloeosporium sp.)、牡丹黑斑病菌(Altenaria sp.)、牡丹黄斑病菌(Phyllosticta commonsii)有拮抗作用的内生细菌。基于形态特征、生理生化特性和16S rRNA基因序列同源性鉴定拮抗菌株。根据脂肽类抗菌物质合成相关基因序列对拮抗菌株进行基因扩增检测,采用酸沉淀法提取拮抗菌株的脂肽类物质,平板对峙法测定脂肽类物质的体外抑菌活性。【结果】从牡丹根部组织中共分离获得62株内生细菌,其中菌株Md31和Md33对4种病原菌均有较明显的抑制作用。Md31和Md33被鉴定为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。通过对菌株Md31和Md33进行5个脂肽类合成功能基因bmyB、fenD、ituC、srfAA和srfAB的检测,序列同源性分析,表明两个菌株具有合成脂肽类物质的能力。菌株Md31和Md33的脂肽类粗提物对所测试的牡丹病原真菌均具有不同程度的抑制作用。【结论】获得了2株对牡丹病原菌有良好抑制效果的解淀粉芽孢杆菌Md31和Md33,两个菌株的脂肽类粗提物也具有较强的体外抑菌活性,该研究为牡丹内生细菌的进一步开发应用奠定了基础。     

黑水虻肠道细菌抗菌筛选及其活性物质分子鉴定

【目的】从昆虫黑水虻分离的肠道细菌进行抗植物病原菌的拮抗菌筛选,对获得有拮抗活性的肠道细菌进行活性物质的分子鉴定。【方法】用稀释涂布法从水虻肠道中分离菌株,采用平板对峙法进行抗菌筛选,对有抗菌活性的菌株通过生理生化实验、16S rRNA鉴定和进化树分析确定其种属。参考已知脂肽合成关键基因设计引物,以拮抗菌总DNA为模板进行PCR扩增,对目的片段进行测序。【结果】通过抗菌筛选获得一株对水稻黄单胞菌以及小麦纹枯病病原菌等有很强抑制效果的水虻肠道细菌BSF-CL,经鉴定为枯草芽胞杆菌。脂肽合成关键基因PCR结果显示BSF-CL菌株具有脂肽Iturin和Surfactin合成的关键基因。推测BSF-CL很可能合成脂肽Iturin和Surfactin。【结论】从水虻肠道中分离出对水稻黄单胞菌有很强抑菌活性的菌株,分离菌被鉴定为一种枯草芽胞杆菌,通过活性物质的分子克隆鉴定初步推测其活性物质可能为脂肽Iturin和Surfactin。     

枯草芽孢杆菌HS-A38产抗菌脂肽Bacillomycin D的组分分析及鉴定

对一株枯草芽孢杆菌HS-A38产生的脂肽类物质进行分离鉴定及抑菌活性研究。通过酸沉淀分离和有机溶剂抽提的方法,从枯草芽孢杆菌HS-A38发酵液中得到脂肽粗提物LP,产率为1.956 g/L。利用薄层色谱和茚三酮染色法确定该脂肽粗提物中存在四个组分,分别为LP1、LP2、LP3和LP4;抑菌活性检测显示,组分LP3对两株海洋致病菌副溶血性弧菌和铜绿假单胞杆菌的活性较高。组分LP3经硅胶柱层析纯化分离后,应用反相高效液相色谱(RP-HPLC)和基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)对该组分做进一步纯化和鉴定。分析表明,LP3样品在保留时间20 min~28 min产生单峰团LP3-1,其纯度为85.24%;经MALDI-TOF-MS分析和数据比对,组分LP3-1中的主要成分为杆菌霉素Bacillomycin D。     

温郁金内生拮抗细菌B-11的分离及其抑菌活性

【背景】植物内生菌广泛分布在自然界中,具有巨大的潜在开发与应用价值。【目的】对温郁金内生细菌进行分离鉴定,并从中筛选出具有生防潜能的菌株。【方法】采用常规组织分离法对温郁金根茎内生细菌进行分离并利用16S rRNA基因序列分析进行初步鉴定;采用平板对峙法以铁皮石斛炭疽病菌(Colletotrichum gloeosporioides)为供试菌株对温郁金内生细菌进行拮抗菌的筛选;通过形态学鉴定、生理生化鉴定以及16S rRNA基因序列分析,确定拮抗菌株B-11的分类地位;以6个不同属的植物病原真菌为供试菌株对拮抗菌株B-11的抑菌谱进行测定,并研究其对病原菌菌丝的影响;利用特异性平板和MALDI-TOF-MS检测技术对拮抗菌株B-11产生的抑菌物质进行检测;采用离体叶片接种法研究拮抗菌株B-11对铁皮石斛炭疽病菌的防治效果。【结果】从温郁金根茎中分离得到25株内生细菌菌株,这些细菌菌株分属于12个属,其中芽孢杆菌属为优势菌属,占分离菌株的28%;通过初筛获得8株对C.gloeosporioides有抑菌活性的菌株,其中菌株B-11的抑菌活性最强,经鉴定该菌为贝莱斯芽孢杆菌(Baclliusvelezensis);抑菌谱测定发现菌株B-11能够对供试的属于不同属的6种植物病原真菌的菌丝生长具有抑制作用,显微观察发现经对峙培养6 d后这6种病原菌的菌丝体出现畸形膨大、分枝增多等现象;特异性平板检测结果表明拮抗菌株B-11能够产生蛋白酶、β-葡聚糖酶和嗜铁素,但不产生几丁质酶;MALDI-TOF-MS检测结果表明拮抗菌株B-11能够产生伊枯草素、丰源素和表面活性素3种脂肽类抗生素,其中伊枯草素的产量最高;离体叶片接种实验表明,拮抗菌B-11的离心去菌发酵液对铁皮石斛炭疽病的防治效率可达64%。【结论】温郁金根茎含有丰富的内生细菌资源,其内生细菌菌株B-11有潜力作为开发抗真菌代谢物和新药物的重要微生物资源。     

可可西里低温适生拮抗芽孢杆菌的筛选鉴定及脂肽化合物分析

极端环境特殊微生物资源研究和开发具有广阔的应用前景和研究意义.对分离筛选自青海可可西里境内植被根围的8株在4和10 ℃条件下生长良好的低温适生芽孢杆菌进行鉴定分析.结果表明: 通过生理生化特征分析、rep-PCR指纹图谱分析、16S rDNA及gyrB基因序列分析鉴定,8株供试菌株分别为莫哈韦芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)3株,解淀粉芽孢杆菌(B. amyloliquefaciens)1株和简单芽孢杆菌(B. simplex)4株.采用平板对峙试验从中筛选到4株对油菜菌核病原真菌(Sclerotinia sclerotiorum)及水稻白叶枯病原细菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae)均具有显著拮抗活性的生防菌株;采用MALDI-TOF-MS质谱分析生防菌株的拮抗活性物质,结果显示菌株KKD-1 (B. mojavensis)产生脂肽类化合物泛革素和表面活性素,菌株KKD-2(B. amyloliquefaciens)产生脂肽类化合物伊枯草菌素A、泛革素和表面活性素,推断生防菌株的拮抗活性可能与脂肽化合物的合成及分泌有关.该研究为低温适生性芽孢杆菌生物肥料和生物农药的研发提供了菌株资源.     

可可西里低温适生拮抗芽孢杆菌的筛选鉴定及脂肽化合物分析

极端环境特殊微生物资源研究和开发具有广阔的应用前景和研究意义.对分离筛选自青海可可西里境内植被根围的8株在4和10℃条件下生长良好的低温适生芽孢杆菌进行鉴定分析.结果表明:通过生理生化特征分析、rep-PCR指纹图谱分析、16S rDNA及gyrB基因序列分析鉴定,8株供试菌株分别为莫哈韦芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)3株,解淀粉芽孢杆菌(B.amyloliquefaciens)1株和简单芽孢杆菌(B.simplex)4株.采用平板对峙试验从中筛选到4株对油菜菌核病原真菌(Sclerotinia sclerotiorum)及水稻白叶枯病原细菌(Xanthomonasoryzae pv.oryzae)均具有显著拮抗活性的生防菌株;采用MALDI-TOF-MS质谱分析生防菌株的拮抗活性物质,结果显示菌株KKD1(B.mojavensis)产生脂肽类化合物泛革素和表面活性素,菌株KKD2(B.amyloliquefaciens)产生脂肽类化合物伊枯草菌素A、泛革素和表面活性素,推断生防菌株的拮抗活性可能与脂肽化合物的合成及分泌有关.该研究为低温适生性芽孢杆菌生物肥料和生物农药的研发提供了菌株资源.     

桑树内生拮抗菌的分离鉴定及其对桑断枝烂叶病的生防初探

【目的】本研究从健康桑树茎中分离筛选对桑断枝烂叶病菌具显著拮抗作用的内生细菌,为该病生物防治奠定研究基础。【方法】采用组织培养法分离桑树内生菌,抑菌圈法和平板对峙法筛选抑菌活性稳定的内生拮抗菌;根据形态学、生理生化特征检测和基于16SrDNA、gyrA和gyrB基因的系统发育分析对拮抗菌进行菌种鉴定;利用抑菌圈法测定拮抗菌株活性发酵液热稳定性,菌丝生长速率法检测活性发酵液抑菌谱;并通过观察拮抗菌对桑断枝烂叶病菌BoeremiaexiguaGXH1菌株生长及菌丝形态的影响,扩增抑菌活性物质合成关键基因,以及采用酸沉淀法提取拮抗菌株脂肽类化合物并进行高效液相色谱串联质谱分析(LC-MS),初步探究可能的抑菌机制。【结果】从健康桑树茎中共分离获得17株桑树内生细菌,并从中筛选获得一株对桑断枝烂叶病菌B.exiguaGXH1有稳定拮抗作用的桑树内生细菌NPJ13菌株。该菌株形态学、生理生化特征与芽孢杆菌属一致,基于16SrDNA、gyrA和gyrB基因序列的系统发育分析结果显示该菌株与贝莱斯芽孢杆菌(Bacillusvelezensis)的亲缘关系最近,且处于系统发育树的最小分枝,故将NPJ13菌株鉴定为贝莱斯芽孢杆菌,命名为B. velezensis NPJ13。NPJ13菌株对灰霉病菌SWU5、核地杖菌SXSG-5、核盘菌PZ-2及烟草疫霉SWU20等12种病原真菌具有不同程度的拮抗作用,其活性发酵液具有较好的热稳定性。NPJ13菌株会导致桑断枝烂叶病菌GXH1菌丝发生扭曲、膨大、透明度增加、断裂等畸变现象;基因检测结果显示NPJ13菌株基因组中具有PKSI、NRPS、Sfp、ItuD、Srfc等5种抑菌活性物质合成关键基因,LC-MS检测结果表明菌株NPJ13脂肽类粗提物中含有表面活性素和伊枯草菌素。【结论】本研究分离筛选获得一株对桑断枝烂叶病菌具有显著拮抗作用的桑树内生细菌B. velezensis NPJ13菌株,为桑断枝烂叶病的生物防治提供了候选菌株。     

甲基营养型芽孢杆菌拮抗玉蜀黍尾孢菌、链格菌和灰葡萄孢菌及环脂肽分析

【目的】探究甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)对植物病原菌玉蜀黍尾孢菌(Cercospora zeae-maydis Tehon et Daniels)、链格菌(Alternaria alternate)和灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)的拮抗作用并鉴定抗菌物质,为其病害防治提供优良生防菌。【方法】平板对峙法初筛和杯碟法筛选拮抗菌株;微生物形态学和16S rRNA基因鉴定拮抗菌株;薄层色谱(TLC)和编码基因分析鉴定抗菌物质;玉米田间生防试验评估拮抗菌对3种病原菌的防治效果。【结果】筛选到一株能够明显拮抗玉蜀黍尾孢菌、链格菌和灰葡萄孢菌的甲基营养型芽孢杆菌B-1841,抑制率分别为65.95%、71.04%和46.69%,抑菌物质为伊枯草菌素类脂肽。玉米田间生防试验表明,菌株B-1841对玉蜀黍尾孢菌、链格菌和灰葡萄孢菌感染的玉米病害均有防治效果,相对防效分别为60.25%、69.89%和45.21%。【结论】甲基营养型芽孢杆菌B-1841对玉蜀黍尾孢菌、链格菌和灰葡萄孢菌引起的病害有防治作用,在农作物真菌病害防治方面具有潜在应用价值。     

产表面活性素和伊枯草菌素A菌株的筛选及其脂肽类产物的特性

采用血琼脂平板法, 从菜园土壤中分离到8株代谢表面活性剂的菌株, 比较各菌株的排油性、抑菌性, 根据合成脂肽类物质表面活性素(Surfactin)和伊枯草菌素A (Iturin A)必需的sfp、ituD和lpa-14基因设计引物, 结合PCR的方法筛选到一株具广谱抗菌性且含有sfp、ituD和lpa-14 3个关键基因的细菌XZ-173。经过生理生化试验测定和16S rDNA序列系统发育学分析, 将其鉴定为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。通过红外光谱(FT-IR)分析该菌株代谢产物, 初步鉴定为脂肽类物质, 并对照高效液相色谱(HPLC)与标准品比对结果, 确定含有Surfactin和Iturin A组分。该菌株产生的脂肽粗品能使纯水的表面张力降低至26.6 mN/m, 临界胶束浓度(CMC)为500 mg/L, 具有很好的乳化性能, 对立枯丝核菌和青枯菌表现出很好的拮抗活性。因此, 产脂肽细菌XZ-173是一株应用前景广阔的功能菌。     

The iturin and fengycin families of lipopeptides are key factors in antagonism of Bacillus subtilis toward Podosphaera fusca

Podosphaera fusca is the main causal agent of cucurbit powdery mildew in Spain. Four Bacillus subtilis strains, UMAF6614, UMAF6619, UMAF6639, and UMAF8561, with proven ability to suppress the disease on melon in detached leaf and seedling assays, were subjected to further analyses to elucidate the mode of action involved in their biocontrol performance. Cell-free supernatants showed antifungal activities very close to those previously reported for vegetative cells. Identification of three lipopeptide antibiotics, surfactin, fengycin, and iturin A or bacillomycin, in butanolic extracts from cell-free culture filtrates of these B. subtilis strains pointed out that antibiosis could be a major factor involved in their biocontrol ability. The strong inhibitory effect of purified lipopeptide fractions corresponding to bacillomycin, fengycin, and iturin A on P. fusca conidia germination, as well as the in situ detection of these lipopeptides in bacterial-treated melon leaves, provided interesting evidence of their putative involvement in the antagonistic activity. Those results were definitively supported by site-directed mutagenesis analysis, targeted to suppress the biosynthesis of the different lipopeptides. Taken together, our data have allowed us to conclude that the iturin and fengycin families of lipopeptides have a major role in the antagonism of B. subtilis toward P. fusca.     

Cloning, sequencing, and characterization of the genetic region relevant to biosynthesis of the lipopeptides iturin A and surfactin in Bacillus subtilis

Bacillus subtilis B3 was found to produce lipopeptides iturins and fengycin that have activity against several plant pathogens such as Fusarium graminearum, Rhizoctonia solani, Rhizoctonia cerealis, and Pyricularia grisea. A 3642-bp genomic region of B. subtilis B3 comprising srfDB3, aspB3, lpaB3, and yczEB3 genes that resulted in biosynthesis of surfactin in B. subtilis 168 was cloned, sequenced, and characterized. Among them, the srfDB3 gene encodes thioesterase, which is required for biosynthesis of surfactin in B. subtilis; the aspB3 gene encodes a putative aspartate aminotransferase-like protein; the lpaB3 encodes phosphopantetheinyl transferase, which shows high identity to the product of lpa-14 gene regulating the biosynthesis of iturin A and surfactin in B. subtilis RB14; the yczEB3 encodes a YczE-like protein with significant similarities in signal peptide and part of the ABC transport system. The genetic regions between the srfD gene and lpa gene from B. subtilis B3 and B. subtilis A13, which produces iturin A, contain an approximate 1-kb nucleotide fragment encoding an aspartate aminotransferase-like protein; however, the relevant regions from B. subtilis 168 and B. subtilis ATCC21332 producing surfactin comprise an approximately 4-kb nucleotide fragment encoding four unknown proteins. There is 73% identity between the Lpa family and the Sfp family, although both are highly conserved.     

Functions of lipopeptides bacillomycin D and fengycin in antagonism of Bacillus amyloliquefaciens C06 towards Monilinia fructicola

In previous studies, Bacillus amyloliquefaciens C06 has been proven to be effective in controlling brown rot of stone fruit caused by Monilinia fructicola. When tested in vitro, cell-free filtrate of B. amyloliquefaciens C06 significantly inhibited mycelial growth and conidial germination of the fungal pathogen. This study aimed to determine the role of the antifungal compound(s) in the cell-free filtrate of B. amyloliquefaciens C06 by an approach combining a DNA-based suppression subtractive hybridization (SSH) method with MALDI-TOF-MS analysis. It was demonstrated that B. amyloliquefaciens C06 harbored two genes, bmyC and fenD, involved in biosynthesis of bacillomycin D and fengycin, two lipopeptides belonging to the iturin and fengycin family, respectively. To determine the roles of bacillomycin D and fengycin of B. amyloliquefaciens C06 in suppressing M. fructicola, the mutants of B. amyloliquefaciens C06 deficient in producing bacillomy- cin D, fengycin or both were constructed, and evaluated in vitro together with the wild-type B. amyloliquefaciens C06. The results indicated that bacillomycin D and fengycin jointly contributed to the inhibition of conidial germination of M. fructicola, and fengycin played a major role in suppressing mycelial growth of the fungal pathogen.     

渤海湾仿刺参养殖圈内贝莱斯芽胞杆菌B-VE的分离鉴定及其产抗菌脂肽的研究

为分离筛选具有广谱抑菌作用的细菌并研究其抗菌物质,实验利用琼脂扩散法和牛津杯法,以溶壁微球菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞杆菌、大肠埃希菌为指示菌,从渤海湾大连海域仿刺参养殖圈中分离筛选出9株活性菌,2株具有广谱抑菌效果,其中1株抑菌效果最强.通过形态学和分子生物学检测分析,鉴定该菌株为贝莱斯芽胞杆菌(Bacillus ...     

The cellulase of Fusarium solani. Resolution of the enzyme complex

1. Culture filtrates from Fusarium solani were fractionated by ion-exchange chromatography on DEAE-Sephadex, followed by gel chromatography on Sephadex G-100, into a C(1) component, a C(x) component (CM-cellulase) and a beta-glucosidase (cellobiase) component. 2. The individual components showed little capacity for the solubilization of cotton fibre (cellulase activity), but when recombined in their original proportions 81% of the original cellulase activity was recovered. 3. The C(1) components of F. solani and Trichoderma koningii were similar in their pH optima, heat stabilities over the pH range 5-8 and elution volumes on Sephadex G-100. 4. The C(1) component of F. solani synergized with the C(x) component of T. koningii and conversely. 5. The C(1) and the beta-glucosidase components of F. solani were devoid of the swelling-factor (S-factor) activity associated with the C(x) component.     

芽孢杆菌几种重要抗菌脂肽研究进展

多种芽孢杆菌为益生菌,能分泌多种天然抗菌活性物质,其中脂肽是重要的一类。目前已鉴定的脂肽约有90多种,多数为环脂肽。脂肽中表面活性素(surfactin)、伊枯草菌素(iturin)、芬原素(fengycin)、杆菌霉素(bacillomycin)、多粘菌素(polymyxins)等是研究最广泛的脂肽。其中surfactin、iturin、fengycin由于其具有表面活性剂特性及抗真菌、抗细菌、抗病毒、抗肿瘤、抗炎症等功能,应用潜力巨大。本文对surfactin、iturin及fengycin的结构、功能、合成调控及其分离纯化和生产等方面的研究进展进行了评述。合成生物学是提高脂肽产量的重要手段,未来脂肽可用于种植业、养殖业、食品、医药、石油工业和环保等领域,因此需要在新型脂肽的发现、高产活性脂肽的生产、脂肽低廉生产技术的研发及安全性的评估等方面加强研究。     

枯草芽孢杆菌JA脂肽类及挥发性物质抑菌效应的研究

枯草芽孢杆菌JA产生的脂肽类抗生素对植物病原真菌有广谱抗性。将发酵液经过酸沉淀、甲醇抽提以及反相高效液相色谱等步骤, 分离得到脂肽类抗生素的纯品。经IC50实验和抗菌谱测定, 考察了脂肽类抗生素对多种植物病原菌的作用, 确定了脂肽类抗生素的抗菌谱。深入研究表明, 枯草芽孢杆菌JA还产生未知成分的挥发性抑菌物质, 能够抑制灰霉病菌孢子的萌发和菌丝的生长。脂肽类抗生素和挥发性抑菌物质的协同作用, 有助于提高枯草芽孢杆菌的生物防治效果。     

枯草芽孢杆菌JA脂肽类及挥发性物质抑菌效应的研究

枯草芽孢杆菌JA产生的脂肽类抗生素对植物病原真菌有广谱抗性.将发酵液经过酸沉淀、甲醇抽提以及反相高效液相色谱等步骤,分离得到脂肽类抗生素的纯品.经IC50实验和抗菌谱测定,考察了脂肽类抗生素对多种植物病原菌的作用,确定了脂肽类抗生素的抗菌谱.深入研究表明,枯草芽孢杆菌JA还产生未知成分的挥发性抑菌物质,能够抑制灰霉病菌孢子的萌发和菌丝的生长.脂肽类抗生素和挥发性抑菌物质的协同作用,有助于提高枯草芽孢杆菌的生物防治效果.