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黄花倒水莲内生真菌活性鉴定及基因组测序分析认领

被引量： 1

作者：

苏秀丽

学位授予单位：

广西师范大学

摘要：

黄花倒水莲是一种富含皂苷、黄酮、多糖等活性成分的远志科远志属药用植物,而药用植物内生真菌被认为是获得新的药用活性物质的重要资源库。前期研究发现黄花倒水莲内生真菌多样性较为丰富,为了更好的挖掘和利用内生真菌,本研究以黄花倒水莲内生真菌为研究对象,利用平板对峙法评价内生真菌对6种植物病原真菌的抑制活性,并通过DPPH自由基清除能力和总还原能力指标评价内生真菌的抗氧化活性,进一步筛选出两株高活性内生真菌HNLF-5和HNLF-44,然后对这两株内生真菌进行鉴定归属。之后采用生长速率法测定这两株内生菌株的乙酸乙酯粗提物和30倍浓缩发酵液的抑菌活性,并利用种子萌发法初步检测发酵液原液和30倍浓缩发酵液的化感效应。最后对具有重要研究价值的菌株进行全基因组框架测序,对测序结果进行基因注释并利用anti SMASH预测次级代谢产物合成基因簇及产物。主要研究结果如下:1.通过平板对峙法从21株黄花倒水莲内生真菌中筛选到了具有显著抑菌活性的HNLF-5和HNLF-44菌株,两株菌株对香蕉专化尖孢镰刀菌、柑橘树脂病菌、茄病镰刀菌、叶点霉病菌、三七根腐病菌、香蕉具条叶斑病菌的抑菌率在50.3%～91.4%之间。其中HNLF-5对6种病原真菌的抑菌率在50.3%～73.2%之间,对柑橘树脂病菌的抑菌效果最好,抑菌率为73.2%;其次为叶点霉病菌,抑菌率为70.3%。HNLF-44的抑菌率则在60.7%～91.4%之间,对香蕉专化尖孢镰刀菌的抑菌效果最好,抑菌率为91.4%;其次为柑橘树脂病菌,抑菌率为67.7%,这表明内生真菌HNLF-5和HNLF-44具有良好的抑菌活性。经形态学结合分子生物学鉴定显示HNLF-5为间座壳属(Diaporthe sp.)真菌,HNLF-44为链格孢属(Alternaria burnsii)真菌。2.13株内生真菌抗氧化活性测定结果显示,发酵原液的DPPH清除率几乎都能达90%,总还原能力吸光度范围为0.279 2～0.748 8;对发酵原液进行乙醇醇沉后的DPPH清除率范围为67.22%～85.65%,总还原能力吸光度范围为0.216 7～0.353 3;对发酵原液进行乙酸乙酯萃取后的DPPH清除率范围为31.13%～45.23%,总还原力吸光度范围为0.132 1～0.247 6。3.对菌株HNLF-5和HNLF-44的发酵物进行活性测定,结果如下:(1)HNLF-5乙酸乙酯粗提物的抑菌活性随着浓度的增加而增强,当浓度为10 mg/m L时,对香蕉专化尖孢镰刀菌、香蕉具条叶斑病菌、柑橘树脂病菌和叶点霉病菌的抑制率分别为43.3%、59.1%、60.1%和49.47%;而30倍浓缩发酵液的抑菌活性较差,抑菌率分别为12.1%、20.8%、12.4%和32.4%。HNLF-44的乙酸乙酯粗提物对6种病原真菌的抑菌活性较差,抑菌率都在29.1%以下;而NLF-44的30倍浓缩发酵液对香蕉专化尖孢镰刀菌具有70.3%的抑菌活性,但对其他病原菌的抑制活性较差,抑菌率为18.9%～31.5%。(2)HNLF-5和HNLF-44发酵液原液对油菜种子发芽期的根长、芽长起促进作用,HNLF-5处理的种子根长、芽长与对照组相比增加了0.6%和1.1%,HNLF-44处理的则增加了0.3%和27.5%。而HNLF-5和HNLF-44的30倍浓缩发酵液对油菜种子的发芽率、根长和芽长均起到抑制作用,HNLF-5的抑制率为24.3%(发芽率)、24.2%(根长)和8.0%(芽长),HNLF-44为41.8%、86.0%和17.4%。4.利用二代测序技术对HNLF-44进行全基因组测序,并对其进行功能注释和预测次级代谢产物合成基因簇。结果表明,HNLF-44菌株的基因组大小为28671348 bp,GC含量为51%,共有10692个编码基因参与到GO、KOG、KEGG注释通路中,有1005个基因被注释到碳水化合物活性酶家族(CAZy)中。在HNLF-44基因组中预测到了28个次级代谢产物合成基因簇,其中8个已知的次级代谢产物合成途径与T1PKS(I型的聚酮合酶基因簇)、NRPS(非核糖体肽合成酶)、terpene(萜烯类合成途径基因簇)这三条途径相关,可能产生的次级代谢产物有链格孢吡喃酮(alternapyrone)、交链格孢酚(alternariol)、黑色素(melanin)、菊苣碱(cichorine)、脱落酸(abscisic acid)、二甲基粪卟啉(dimethylcoprogen)、TAN-1612/1-(2,3,5,10-tetrahydroxy-7-methoxy-4-oxo-1,2,3,4-tetrahydroanthracen-2-yl)pentane-2,4-dione/desmethyl TAN-1612和角鲨烷抑制剂S1(squalestatin S1)。本研究表明黄花倒水莲内生真菌具有良好的抑菌活性、抗氧化活性等,为今后其内生真菌的开发应用提供了理论基础。

摘要译文

关键词：

黄花倒水莲; 内生真菌; 抑菌活性; 抗氧化活性; 基因组测序

学位年度：

2022

学位类型：

硕士

学科专业：

生物学

导师：

唐辉

中图分类号：

S567.19;S567.23[多年生⑨]

学科分类号：

0901[作物学];100810[分子生药学]

D O I：

10.27036/d.cnki.ggxsu.2022.001295