渗透压对嗜线虫致病杆菌YL001生长及抑菌活性的影响

【目的】研究渗透压对嗜线虫致病杆菌(Xenorhabdus nematophila)YL001菌体生长、抑菌活性的影响,为进一步提高YL001抑菌活性及开发利用奠定基础。【方法】以NaCl为渗透压调节剂,分别测定其质量浓度为0,5,10,20,30和40g/L条件下,嗜线虫致病杆菌YL001不同时间段细胞生长量、pH、还原糖变化;采用琼脂扩散法、生长速率法及活体组织法测定了YL001发酵液的抑菌活性;同时采用HPLC及LC-MS分析了甲醇提取物中酰胺类化合物(Nematophin)与水溶性苯并芘类化合物(Xenocoumacins,包括XCN1和XCN2)含量差异。【结果】在NaCl质量浓度为0,5g/L时,YL001细胞生长最适且无显著差异,吸光值分别达0.63,0.62,随着NaCl质量浓度的进一步增大细胞生长量显著下降;在NaCl质量浓度为0,5,10g/L时,YL001发酵液对苏云金芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、猕猴桃溃疡病菌、金黄色葡萄球菌的抑菌作用较好且无显著差异,随着NaCl质量浓度的进一步增大抑菌作用显著降低;在NaCl质量浓度为0,5g/L时,YL001发酵液对水稻稻瘟病菌、番茄灰霉病菌、苹果树腐烂病菌、苹果轮纹病菌、苹果炭疽病菌、水稻纹枯病菌、油菜菌核病菌的抑制率均高于80%且均无显著差异,明显优于其他较高NaCl质量浓度的处理;在NaCl质量浓度为0,5,10g/L时,YL001发酵液对番茄灰霉病的治疗作用较好且无显著差异,在NaCl质量浓度为0,5g/L时,对番茄灰霉病的保护作用较好且无显著差异,治疗作用和保护作用均随着NaCl质量浓度的进一步增大而显著下降;甲醇提取物中抑菌活性物质Nematophin含量、XCN1的相对含量随NaCl质量浓度的增大显著下降,如NaCl质量浓度为0g/L时,甲醇提取物中抑菌活性物质Nematophin含量、XCN1的相对含量较NaCl质量浓度为40g/L时分别提高7.82和27.55倍;XCN2的相对含量在NaCl质量浓度为5g/L时最高,显著高于其他处理。【结论】低渗透压有利于X.nematophila YL001菌体生长、抑菌活性提高及抑菌活性代谢产物Nematophin、Xenocoumacins的产生。

嗜线虫致病杆菌YL001抑菌活性成分及其产量影响因素的研究

采用硅胶柱层析等分离方法,结合MS与NMR技术,对嗜线虫致病杆菌YL001发酵产物中的抑菌活性成分进行分离鉴定;采用微量稀释法对Nematophin的抑菌活性进行测定;利用HLPC分析不同因素对Nematophin产生的影响。结果表明,分离得到主要抑菌活性物质Nematophin,并鉴定其结构为3-吲哚乙基(3′-甲基-2′-酮)戊酰胺,其对革兰氏阳性菌具有较好的抑菌活性;不同菌株发酵产物中Nematophin的产量不同,其中YL001菌株的产量最高,为115.23μg/mL;Nematophin产量在初始pH 4.5~8.5逐渐升高,初始pH 8.5时最高,为155.08μg/mL。发酵罐培养条件下Nematophin的产量高于摇瓶,且在初始pH 8.5时达到最高,为206.97μg/mL。主要抑菌活性物质与文献报道的Nematophin相同,昆虫病原线虫共生菌次生代谢物的产生与菌种、菌株及培养条件密切相关。

恒定pH对Xenorhabdus nematophila YL001抑菌活性及抑菌物质合成相关基因表达的影响

为明确恒定pH对Xenorhabdus nematophila YL001抑菌物质产生及相关抑菌物质合成的影响,对pH 5.5、pH 7.0及pH 8.5培养条件下X.nematophila YL001的抑菌活性、主要抑菌物质[Xenocoumacin1(XCN1)和Nematophin]的代谢差异及主要抑菌物质的生物合成基因与相关转录调节子基因的表达量进行分析。结果表明,X.nematophila YL001发酵液对枯草芽孢杆菌和番茄灰霉病菌的抑菌作用在pH 7.0时最佳,而其胞外产物乙酸乙酯与甲醇提取物对枯草芽孢杆菌和番茄灰霉病菌的抑菌作用在pH 8.5时最佳;LC-MS分析表明,随pH的升高,活性物质xcn1的相对含量逐渐升高,而Nematophin的相对含量则先升高后下降;qRT-PCR分析表明,不同恒定pH下,X.nematophila YL001主要抑菌物质生物合成基因及相关转录调节子基因的表达量存在显著差异。pH可显著影响X.nematophila YL001菌株的抑菌活性及代谢,且碱性条件更利于活性物质的产生并保持稳定性。