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基因组学指导解淀粉芽孢杆菌BA-26抗菌物质分离鉴定及抑菌机理初探认领

被引量： 5

作者：

刘超

学位授予单位：

河北工业大学

摘要：

芽孢杆菌（Bacillus）由于能产生多种胞外生物活性物质,在医药、食品、农业及工业领域有着广泛的应用前景。实验室前期研究发现,解淀粉芽孢杆菌（B.amyloliquefaciens）BA-26对马铃薯致病菌具有较强拮抗作用,并且所产生的抗菌物质具有酸碱稳定性、热稳定性和蛋白酶稳定性。本研究采用生物活性追踪法对解淀粉芽孢杆菌BA-26胞外次级代谢产物中的主要抗菌物质进行分离纯化。基于菌株基因组的次级代谢产物预测结果为指导结合质谱数据比对,揭示解淀粉芽孢杆菌BA-26胞外次级代谢产物中抗菌物质种类发现新型抗菌物质。对分离纯化到的主要抗真菌化合物进行抑菌机理等方面的研究。1.利用三代测序技术对解淀粉芽孢杆菌BA-26进行全基因组测序,测得基因组大小为4,035,062 bp,GC含量为46.41%,预测到编码基因3,927个。COG、GO、KEGG、CAZy基因注释结果显示该菌株与抗菌物质代谢相关基因活跃。anti SMASH预测到可能产生的抗菌物质有macrolactin、bacillaene、fengycin、difficidin、bacillibactin、bacilysin、rhizocticin、surfactin、butirosin。发现4个该菌株所特有的次级代谢产物合成基因簇,它们可能分别指导烯萜类、三型聚酮化合物和非核糖体途径新物质的合成。2.采用硫酸铵沉淀法、大孔树脂吸附法、高效液相色谱法对解淀粉芽孢杆菌BA-26胞外次级代谢产物中的主要抗菌物质进行分离,共纯化到11个抗真菌组分。基于菌株基因组的次级代谢产物预测结果为指导结合质谱数据比对对这些抗真菌化合物进行鉴定。它们分别是与C15Iturin A/C15Mycosubtilin/C14Bacillomycin F分子量相同的抗真菌化合物（分子量在1056 Da左右）和芬荠素类（fengycins）物质及其衍生物（分子量在1430 Da-1520 Da之间）。3.采用显微镜直接观察、台盼蓝染色、DAPI染色法揭示抗菌物质对真菌细胞不同部位作用,发现抗真菌伊枯草素（iturins）类物质能强烈抑制灰葡萄孢菌分生孢子萌发,抑制率达100%;芬荠素（fengycins）除抑制分生孢子萌发（抑制率达82.6%）外,还可使灰葡萄孢菌菌丝生长受阻、膨大变粗、细胞膜通透性增加并能破坏细胞核使之分散于细胞质中。利用平板对峙法测定抗菌物质组分的抑菌活性及最小抑菌浓度,测得Fengycin-a和Fengycin-b组分的抑菌活性最强,最小抑菌浓度为7.81μg/mL;Iturins类组分对灰葡萄孢菌的最小抑菌浓度为62.5μg/mL。以刃天青钠为指示剂用酶标仪测定Fengycin对灰葡萄孢菌分生孢子萌发的最小抑菌浓度,C14Fengycin B、C16Fengycin A和C18Fengycin A对灰葡萄孢菌分生孢子萌发的最小抑菌浓度分别为62.5μg/mL、31.25μg/mL和0.49μg/mL。

摘要译文

关键词：

解淀粉芽孢杆菌; 分离纯化; 抗真菌化合物; 芬荠素; 灰葡萄孢菌; 抑菌机理

学位年度：

2019

学位类型：

硕士

学科专业：

工程硕士（专业学位）

导师：

张丽萍刘洪伟董超

中图分类号：

TQ28[天然有机化合物的生产]

学科分类号：

081702[化学工艺]

D O I：

10.27105/d.cnki.ghbgu.2019.000618