基于OSMAC与非靶向代谢组学的小链霉菌HCCB10043活性化合物挖掘

目的 基于OSMAC理念与非靶向代谢组学发现、鉴定小链霉菌产生的活性化合物。方法 通过改变培养基配方,结合抗菌活性检测与UPLC-HRMS技术,借助MS-MS数据解析、化合物库检索等手段分析并初步鉴定小链霉菌HCCB10043发酵产生的诺卡胺类化合物与Collismycin类化合物,并通过基因序列比对找到其生物合成基因簇。结果 在小链霉菌HCCB10043的M1培养基发酵提取物中发现了四个诺卡胺类物质(A-D),其中化合物A为新化合物;在M7培养基发酵提取物中发现了三个Collismycin类物质(E-G)。结论 诺卡胺类与Collismycin类化合物均是首次在小链霉菌中发现的具有抗菌活性的次级代谢产物。该结果进一步扩展了小链霉菌的代谢产物组,为提高其主要活性产物-重要抗生素达托霉素前体-A21978C化合物的产量提供理论基础;另一方面挖掘多样化的微生物天然活性产物,为新药研究提供化合物基础。

小链霉菌Yn168发酵产物抗植物病毒活性的研究

本文对1株小链霉菌Streptomyces parvus Yn168发酵滤液的抗植物病毒活性进行了研究。结果表明,该菌株的发酵滤液对烟草花叶病毒(TMV)、黄瓜花叶病毒(CMV)、马铃薯Y病毒(PVY)都有一定的预防和治疗效果。经枯斑试验测定,发酵滤液对TMV的钝化、预防和治疗效果分别为84.2%、68.7%和52.3%;酶标记免疫吸附测定法(ELISA)测定发现,发酵滤液对CMV和PVY的增殖抑制率分别为56.0%和46.4%;盆栽试验结果表明,发酵产物对TMV引起的青椒病毒病的预防和治疗效果分别为55.30%和41.49%。

小链霉菌Yn168抗病毒活性组分的分离及其稳定性研究

为进一步了解小链霉菌Yn168代谢产物中抗病毒活性物质的化学本质,为其作用机理的研究和产品开发提供依据,对该小链霉菌产生的抗病毒物质的活性组分进行了分离纯化及稳定性研究。经过乙酸乙酯萃取、三氯乙酸沉淀、Sephadex G-75柱层析、聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE),证明小链霉菌Yn168发酵液中的活性成分为2个组分的蛋白质Ⅰ168和Ⅱ168,分子量分别为34,22 k Da。稳定性研究表明,抗病毒蛋白在温度超过60℃、p H值小于6或大于8以及紫外线照射时间超过8 h的条件下,抗病毒活性均明显下降。所以,该小链霉菌的抗病毒活性成分为2个组分的小分子蛋白质,适于在较低温度、酸碱度接近中性及避光条件下保存和使用。

响应面法优化小链霉菌产抗生素发酵条件

利用响应面法对分离于大连海域的番茄溃疡病生防菌株小链霉菌(Streptomycete parvus)PH33菌株产抗生素的发酵条件进行优化。首先通过二水平设计的Plackett-Burman试验分析7种因素中对小链霉菌产抗生素能力影响最主要的3种;然后运用爬坡路径法对这3种因子进行试验,获得这3种重要因子的最适范围。最后通过响应面分析得到3种重要影响因子的相互作用及最优条件。最终条件为发酵温度30.97℃、初始pH值6.91、每250mL三角瓶装液量101.08mL。优化后抑菌圈直径由29mm提高到38mm,提高31.03%。结果表明,数理统计试验设计和分析的方法可成功地用于小链霉菌产抗生素发酵条件优化且效果显著。

抗MRSA小链霉菌NIM521发酵工艺的优化

小链霉菌NIM521能产生对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)有强烈抑制作用的活性物质。利用单因素多浓度和正交实验法对其发酵培养基组分及发酵条件进行了优化,并在优化后的条件下进行了20 L罐发酵放大实验。实验表明该菌的最适培养条件为:培养基含麦芽汁9%、蛋白胨6%、L-甲硫氨酸0.02%、维生素C 0.02%;培养温度30℃、转速250 r/min、接种量15%、发酵时间6 d。优化发酵条件下,20 L发酵罐发酵5 d时发酵液抑菌圈直径可达37.5 mm。

具防病并提高植物耐旱功能的小链霉菌HS57的筛选

本研究旨在寻找防治黄瓜枯萎病并提高植物抗逆能力的多功能菌株。从连作田健康黄瓜根际土中分离筛选到1株放线菌HS57。平板对峙法测定菌株HS57对尖孢镰刀菌、茄病镰刀菌和立枯丝核菌的抑制作用,平皿对扣共培养法测定其挥发性物质对尖孢镰刀菌的抑制作用,温室盆栽法测定其对黄瓜枯萎病的防病效果及对小麦耐旱能力的影响,结合菌株形态特征和16S rRNA基因序列分析对其进行鉴定。结果表明,菌株HS57可抑制3种病原菌生长,其中对尖孢镰刀菌的抑制率为52.4%;其挥发性物质对尖孢镰刀菌的抑制率为32.1%。浓度为10^7个/mL的HS57孢子悬浮液浸种对黄瓜枯萎病的防效最好,为51.0%;小麦种子经浓度为10^7、10^8个/mL的HS57孢子悬浮液浸种,麦苗经连续7 d缺水处理后再浇水,比对照恢复得更好。初步鉴定HS57菌株为小链霉菌Streptomyces parvus,是一株非常有潜力的多功能菌株。

小链霉菌HCCB10043中鸟氨酰脂类物质的鉴定及其生物合成基因的研究

目的对首次从达托霉素产生菌小链霉菌(Streptomyces parvus)HCCB10043发酵液中分离得到的2个同系物,并进行结构鉴定,并研究其生物合成基因lyw A的功能。方法利用制备型液相色谱仪制备化合物1和化合物2,经质谱比对分析鉴定2个化合物的结构;采用同源重组方法敲除lyw A基因,并进行发酵验证。结果鉴定化合物1和化合物2为2个鸟氨酰脂类物质的前体,分别为N-α-3-hydroxy palmitoyl ornithine和N-α-3-hydroxy heptadecanealkanoyl ornithine;而缺失突变株的发酵液中不含化合物1和化合物2。结论 lyw A基因为小链霉菌中鸟氨酰脂类物质的合成基因。

小链霉菌HCCB10043产脂肽类抗生素的鉴定及其生物合成基因簇研究

使用高效液相色谱法分离纯化了小链霉菌HCCB10043的重要代谢产物,获得3个精制品;经高分辨质谱、二级质谱与氨基酸分析鉴定其分别为A21978C1、C2和C3。菌株16S rDNA与已知的A21978C产生菌玫瑰孢链霉菌NRRL11379的同源性为99.2%,系统发育分析显示两者的亲缘关系很近;经基因钓取与沉默验证,结果显示该菌株的A21978C生物合成基因簇与玫瑰孢链霉菌报道完全相同。