共附生菌对绿潮浒苔作用的研究进展及应用

绿潮的迁移与大规模暴发,除了与藻体自身较强抗胁迫能力等生物学特性和海域环境条件有关外,也离不开藻际微生物的参与。微生物群落对藻类的生长、消亡等过程具有重要作用。不同环境条件下,浒苔共附生菌群落结构多样,对藻类的促进作用主要体现在藻体形态建成、生长、营养吸收以及光合作用等过程。在藻华发生过程中,能够帮助藻体高效吸收营养物质,促进藻类增殖,加剧绿潮的形成。因此,本文基于前人的研究成果,总结当前绿潮优势种浒苔共附生菌的研究现状,阐述浒苔共附生菌分离技术的建立过程,指出高通量测序等分子生物学技术对微生物群落结构与多样性分析的重要性,分析共附生菌对浒苔生长、繁殖、形态建成等生理特征和绿潮暴发的影响,探寻共附生菌在今后生产、生活中的应用价值,旨在为预测、防控绿潮暴发以及资源化利用开辟新思路。

金枪鱼共附生菌Streptomyces sp.TUN21的次级代谢产物研究

海洋动物共附生微生物次级代谢产物是海洋药物的重要来源。该文从金枪鱼共附生菌Streptomyces sp.TUN21的次级代谢产物中分离得到3个化合物,分别为campechic acid B(1),5-(3’-aminophenyl)-2,4-pentadienoic acid(2)和benzenemethanol(3)。其中化合物1对PC-3和HCT-116的抑制活性的IC_(50)值分别为(1.3±0.2)μmol和(0.64±0.1)μmol,而化合物2是首次从该属中分离得到的天然产物。化合物1~3在50μg/mL的浓度下对耐甲氧金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌无抑制活性。

东海产麻痹性贝毒链状亚历山大藻共附生菌群多样性研究

有害赤潮(harmful algal bloom,HABs)是全球性的严重海洋生态灾害及重大环境热点问题,其产生的赤潮毒素经食物链传递严重威胁人类健康与生命安全。其中,麻痹性贝类毒素(paralytic shellfish poison,PSP)是已知贝类毒素中分布最广、毒性最强、对人类威胁最严重的贝毒,但PSP来源问题仍悬而未决。藻菌相互作用关系是揭示PSP产生机制的关键,为揭示产PSP典型赤潮甲藻——东海链状亚历山大藻(Alexandrium catenella LZ1706)的共附生菌群多样性信息,通过Illumina MiSeq高通量测序分析了LZ1706的共附生菌群种类及相对丰度,同时对其可培养共附生菌株进行了选择性分离及其16S rRNA基因序列扩增与系统发育分析。结果表明,链状亚历山大藻(LZ1706)共附生菌群包括6门,10纲,19目,25科及34属。其中优势门4个,包括变形菌门(Proteobacteria,53. 9%)、拟杆菌门(Bacteroidetes,27. 5%)、蓝藻门(Cyanobacteria,16. 8%)及螺旋菌门(Spirochaetae,1. 5%);优势属5个,包括Cryomorphaceae科未知属(22. 9%)、Cyanobacteria纲未知属(16. 8%)、红细菌科(Rhodobacteraceae)未知属(7. 9%)、糖螺菌属(Saccharospirillum,14. 7%)及Maricaulis属(5. 6%),其未知属种群比例高达50. 6%。分离获得的12株可培养菌株中LZ-27及LZ-7分别为Ponticoccus属与Pseudooceanicola属潜在的新种。

利玛原甲藻PL11共附生菌多样性研究

为揭示产腹泻性贝类毒素(diarrheic shellfish poisoning,DSP)典型赤潮甲藻-利玛原甲藻(Prorocentrum lima)PL11的共附生菌群多样性信息,通过Illumina MiSeq高通量测序分析了PL11的共附生菌群种类及相对丰度,并且对其可培养共附生菌株进行了选择性分离及其16S rRNA基因序列扩增与系统发育的分析。利玛原甲藻PL11高通量测序结果显示:样品共附生细菌包括5门,14纲,26目,38科及54属。其中优势门(>5%)为3个,包括变形菌门(Proteobacteria,75.5%)、拟杆菌门(Bacteriodetes,11.5%)以及浮霉菌门(Planctomycetex,8.5%);优势纲(>5%)为4个,包括α-变形菌纲(Alphaproteobacteria,51.7%)、δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria,31.8%)、鞘脂杆菌纲(Sphingobacteria,9.9%)以及OM190纲(8.9%);优势属(>5%)为6个,侏囊菌科下未知属(norank Nannocystaceae,21.8%)、Pyruvatibacte属(11.6%)、Phaeodactylibacter属(9.4%)、生丝单胞菌科下未知属(norank Hyphomonadaceae,8.5%)、OM190纲下未知属(8.1%)以及Roseovarius属(7.9%)。从利玛原甲藻PL11培养物中分离获得可培养微生物菌株9株,分属于8个属,包括Ochrobactrum sp.(2株)及Microbacterium sp.、Algoriphagus sp.、Ponticoccus sp.、Hoeflea sp.、Labrenzia sp.、Sphingopyxis sp.、Erythrobacter sp.各1株。其中PL11-1为Ponticoccus属潜在新种。

微小亚历山大藻amtk-4共附生菌群多样性及其产毒新种Z1-D的sxtA1基因进化研究

藻菌关系是揭示赤潮生消与防控、赤潮毒素产生机制的关键,而产毒甲藻共附生菌群多样性及可培养菌株的获得是解析藻菌关系的前提。微小亚历山大藻(Alexandrium minutum)是全球性典型赤潮甲藻,其产生的麻痹性贝类毒素(PSP)危害巨大,但目前对其共附生菌群尚缺乏系统性研究。通过高通量测序首次解析了产毒微小亚历山大藻amtk-4共附生菌群的物种种类及相对丰度信息;分离获得可培养菌株并对筛选获得的产毒细菌新种Z1-D的毒素合成基因sxtA1进行了基因进化分析,结果表明,amtk-4共附生菌群包括85个OTU,其中包括10门、20纲、40目、59科及87属。其6个优势属包括Phycisphaeraceae科未知属(11.8%)、Muricauda属(10.3%)、腐螺旋菌科未鉴定属(9.1%)、Hyphomonadaceae科未鉴定属(8.9%)、Haliea属(5.7%)及红细菌科未鉴定属(5.1%)。amtk-4共附生菌群中未鉴定属比例高达53.4%。藻生长稳定期所分离获得的可培养细菌数量及种类最多。5株细菌中菌株Z1-D及Z1-4经分子鉴定分别为亚硫酸杆菌属(Sulfitobacter)及Mesorhizobium属新种。其中Z1-D发酵代谢产物含微量石房蛤毒素(STX),其基因片段orf-01498与蓝藻sxtA1基因高度同源,与产毒蓝藻间可能存在着基因共同进化。

海绵共附生菌Streptomyces sp. LHW2432 的次级代谢产物研究

目的从海绵共附生菌Streptomyces sp.LHW2432的发酵产物中发现药用活性分子。方法采用正向硅胶柱、ODS反向柱以及高效液相色谱分离技术,对LHW2432的发酵萃取物进行分离纯化;通过现代波谱技术和文献调研确定化合物结构;利用平板涂布法和微量稀释法,评价化合物对芽胞杆菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、耻垢分支杆菌、白色念珠菌和大肠杆菌的抑菌活性。结果从LHW2432发酵物中共分离鉴定了5个化合物:descycloavandulyllavanduquinocin(1)、N-acetyltyramine(2)、phomapyrone C(3)、germicidin A(4)和germicidin I(5)。化合物1对MRSA和耻垢分支杆菌的最小抑菌浓度(MIC)值分别为100和64μg/ml。结论从LHW2432菌中分离得到5个化合物,其中,化合物1是新天然产物,可作为神经保护活性三环咔唑类生物碱的合成前体,其对G+菌有微弱的抑制活性。

海葵附生油脂降解菌的分离鉴定及生长条件优化

采用油脂中性红平板筛选法,从太平洋绿侧花海葵体腔中分离筛选到一株具有油脂降解能力的菌株XZL-13,依据菌株的形态特征、生理生化特性及分子生物学特征对其归属进行了鉴定,并采用分光光度法探究了该菌株的最适生长条件,研究了该菌株在最适生长条件下的生长曲线及以不同油脂作为唯一碳源的生长情况。结果表明,筛选获得的油脂降解菌XZL-13为蒙氏假单胞菌(Pseudomonas monteilii);最适生长条件为:初始pH值7.5、初始盐度2.0 g·L^-1、培养温度25℃,在此条件下培养7 h,菌落总数达到最大;油脂降解菌XZL-13在以玉米油、花生油或芝麻油为唯一碳源的培养基中生长情况较好。

共生菌——新活性天然产物的重要来源

共生菌是长期与宿主共同生活的一大类群的特殊微生物,过去长期被忽略,相关研究相对薄弱。事实上,因长期与宿主共进化,其生理生化特点更加鲜明、次生代谢产物合成更具特色。本文首先简单介绍了近年共生菌次生代谢产物的结构特点与生物学功能,然后对植物内生菌、昆虫共生菌、海绵共附生菌等重要共生微生物做了重点阐述。从已有研究结果来看,共生菌确系新活性天然产物的重要来源。