芽孢杆菌的抑菌活性与其产脂肽类抗生素的相关性

【目的】明确55株芽孢杆菌（Bacillus spp.）菌株对3个植物病原真菌（小麦纹枯病菌Rhizoctonia cerealis、小麦赤霉病菌Fusarium graminearum、西瓜枯萎病菌Fusarium oxysporum f. sp. niveum）抑菌活性及与其产生的脂肽类抗生素种类的定性定量关系。【方法】采用平板对峙培养分别测定55株芽孢杆菌活体菌及其脂肽类抗生素粗提物对3个真菌的抑菌活性;根据脂肽类抗生素合成相关基因序列srfA、ituA和fenA对55株芽孢杆菌进行PCR扩增;采用质谱及液相色谱分析55株芽孢杆菌脂肽类抗生素的种类、数量。【结果】55株芽孢杆菌菌株及其脂肽类抗生素粗提物对3个病原真菌均具有一定的抑菌活性,其中16.5%菌株脂肽类粗提物的抑菌活性比活体菌的强,55.8%菌株粗提物的抑菌活性比活体菌的弱,27.7%菌株粗提物的抑菌活性基本没有变化。55株芽孢杆菌基因组PCR扩增结果表明,89.1%菌株含有srfA,87.3%菌株含有ituA,只有56.4%菌株中含有fenA。55株芽孢杆菌粗提物质谱检测结果表明,53株菌株检测到surfactins,48株检测到iturins,只有菌株Bs916（Bacillus subtilis 916）检测到fengycins,粗提物中没有检测到3种抗生素的菌株其抑菌活性较弱或者没有。同时发现,在检测到iturins的48株菌株中,48株均检测到bacillomycin D,2株检测到bacillomycin L,12株检测到bacillomycin F、iturin A或mycosubtilin。对55株芽孢杆菌粗提物的液相色谱检测结果表明,53株菌株检测到surfactins;51株检测到iturins;只有菌株Bs-916检测到fengycins;有2株菌株未检测到上述3种抗生素。根据iturins的色谱峰出峰时间及峰型分为4大类,命名为1、2、3和4型,4种类型的iturins对病原菌的抑菌活性强度顺序为1型＞2型＞3型＞4型。在3株菌株JCC-1、JCC-9和JCC-18中检测到2个未知的脂肽类化合物（命名为Unknowns：Unknown1、2）的质谱峰。【结论】芽孢杆菌脂肽类抗生素是抑制植物病原真菌的主要成分,并具有多样性;iturins结构的变化及其分泌量与抑制植物病原真菌活性有一定的相关性。芽孢杆菌还产生一些未知的脂肽类化合物。     

Lipopeptide Epimers and a Phthalide Glycerol Ether with AChE Inhibitory Activities from the Marine-Derived Fungus Cochliobolus Lunatus SCSIO41401

A pair of novel lipopeptide epimers, sinulariapeptides A (1) and B (2), and a new phthalide glycerol ether (3) were isolated from the marine algal-associated fungus Cochliobolus lunatus SCSIO41401, together with three known chromanone derivates (4–6). The structures of the new compounds, including the absolute configurations, were determined by comprehensive spectroscopic methods, experimental and calculated electronic circular dichroism (ECD), and Mo₂ (OAc)₄-induced ECD methods. The new compounds 1–3 showed moderate inhibitory activity against acetylcholinesterase (AChE), with IC₅₀ values of 1.3–2.5 μM, and an in silico molecular docking study was also performed.     

不同碳氮源对枯草芽胞杆菌BAB-1产抗菌脂肽的影响

枯草芽胞杆菌BAB-1是一株对设施蔬菜气传病害具有较好防治效果的生防菌,前期研究表明脂肽类抗生素是其产生的主要抑菌物质之一。为提高菌株BAB-1脂肽类抗菌物质的产量,本研究通过快速蛋白液相层析（Fast protein liquid chromatography,FPLC）分析了5种碳源及5种氮源对菌株BAB-1脂肽类抗菌物质产量的影响,进一步采用溶血圈试验及排油圈法测定粗脂肽的性质。结果表明,熊果苷是BAB-1菌株产生surfactin的最佳碳源,其surfactin产量分别是葡萄糖、D-木糖、D-核糖及L-阿拉伯糖的2.95、7.01、4.26及5.60倍,此时菌株BAB-1粗脂肽的溶血活性与排油能力最强;熊果苷与葡萄糖利于该菌株产生fengycin,二者的fengycin产量没有显著差异,但显著高于D-木糖、D-核糖及L-阿拉伯糖。L-天冬酰胺与L-谷氨酸钠是菌株BAB-1产生抗菌脂肽的良好氮源,二者的surfactin与fengycin产量没有显著差异,但显著高于L-半胱氨酸、L-脯氨酸及L-谷氨酰胺,以这2种物质为氮源时菌株BAB-1粗脂肽的溶血活性与排油能力均较强。通过RT-qPCR技术分析了不同碳源对surfactin合成酶基因srfAA表达的影响结果表明,以熊果苷为碳源时,菌株BAB-1中srfAA基因的表达量相比葡萄糖提高了2.9倍。上述结果为菌株BAB-1产抗菌脂肽类物质发酵工艺的优化及其工业化生产提供了一定的理论支持。     

1株广谱拮抗菌的分离鉴定及其抗菌活性成分分析

从烟–稻–(油)多年轮作的耕地土壤中分离得到1株广谱拮抗菌HMI–23,对水稻立枯丝核菌、油菜核盘菌、青枯雷尔氏菌具有强烈抑制作用。经过16S rDNA的序列比对,初步认为该菌为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。该菌株发酵液抑菌活性对温度、紫外线和蛋白酶K不敏感,基因组中含有多个已知脂肽抗生素合成相关基因,脂肽粗提物亦对立枯丝核菌、核盘菌、雷尔氏菌有强烈的抑制作用。质谱分析结果表明,该粗提取物中可能含有多种已知的脂肽,如伊枯草菌素A、抗霉枯草菌素B、杆菌霉素D、丰原素B等。     

生防芽胞杆菌脂肽抗生素研究进展

本文对生防芽胞杆菌脂肽抗生素的类群、特性,脂肽抗生素合成相关基因的基因工程研究以及脂肽抗生素的分离纯化、鉴定进行了概述。最后对该类抗生素的研究前景进行了展望。     

南海深海甲基营养型芽孢杆菌SHB114抗真菌脂肽活性产物的研究

南海深海来源细菌SHB114具有抗真菌活性,经鉴定为甲基营养型芽孢杆菌Bacillus methylotrophicus,为首次报道从海洋中分离得到。该菌摇瓶发酵液经酸沉淀、有机溶液抽提、快速硅胶柱色谱、中低压制备液相色谱与半制备HPLC逐级分离纯化,活性追踪抗丝状真菌的活性物质,分离纯化得到3个脂肽类化合物。采用核磁共振光谱与质谱将活性化合物鉴定为bacillomycin Lc类脂肽。其具有较强抑制黄瓜炭疽病菌、立枯丝核菌、黄瓜枯萎病菌等植物病原真菌的活性,有防治作物真菌病害的研发价值。     

Bacillus subtilis脂肽Bacillomycin D抗黄曲霉毒素研究进展

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtills)被认为是一种有效抑制黄曲霉并降解其毒素的菌种。己从不同的枯草芽孢杆菌菌株中分离得到具有抑制黄曲霉毒素的脂肽抗生素Bacillomycin D。Bacillomycin D属于Iturin家族,是枯草芽孢杆菌抑制黄曲霉毒素最强抗生素,也是目前唯一从枯草芽孢杆菌菌株中得到并且已经鉴定的具有抗黄曲霉活性的物质。该文对枯草芽孢杆菌及其抗菌脂肽Bacillomycin D的结构、性质、抑制黄曲霉机制进行了综述,为其进一步应用提供参考。     

Role of new bacterial surfactins in the antifungal interaction between Bacillus amyloliquefaciens and Fusarium oxysporum

The aim of this work was to investigate the major mechanisms involved in antagonism of BO7, a novel strain of Bacillus amyloliquefaciens isolated from orchard soil, against the vascular wilt fungus Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (Fol). BO7 markedly reduced the incidence of Fol vascular wilt on tomato plants and displayed strong in vitro inhibitory activity against Fol. Scanning electron microscopy demonstrated the ability of BO7 cells to adhere to fungal hyphae and to efficiently colonize tomato roots. The low molecular weight fraction of BO7 culture filtrate displayed high antifungal activity against Fol, resulting in growth inhibition and dramatic alterations of hyphal morphology. Three structurally related surfactin lipopeptides, identified as the major components of the bioactive fraction, were assayed for their inhibitory activity against Fol. One of these compounds exerted a strong and uncommon antifungal activity for lipopeptides of the surfactin family, accounting for most of the inhibitory activity of the BO7 culture filtrate. Among a collection of Fol knockout isolates tested, mutants altered in cell wall structure showed increased sensitivity to the bacterial compounds. These results suggest that the fungal cell wall might have a key role in the sensitivity of Fol towards bacterial surfactins from B. amyloliquefaciens.     

枯草芽胞杆菌NCD-2中调控因子PhoP对fengycin合成的调控作用

 PhoR/PhoP双因子调控系统是枯草芽胞杆菌中一个重要的全局性调控系统, 在低磷环境下, 感应激酶PhoR自磷酸化, 并且将获得的磷酸基团转移到调控因子PhoP上, 从而激活PhoP的调控活性。为了明确调控因子PhoP对枯草芽胞杆菌NCD-2菌株中主要抑菌活性物质-fengycin合成能力的调控作用, 本研究通过同源重组技术缺失突变NCD-2菌株中的phoP基因, 拮抗活性测定结果表明, phoP基因缺失菌株显著降低了对立枯丝核菌的抑菌活性。通过快速蛋白质液相色谱(FPLC)技术比较了NCD-2菌株野生型及其phoP基因突变子fengycin的合成能力, 结果证明, phoP基因突变菌株降低了fengycin的合成能力。对突变子进行phoP基因互补发现, 互补phoP基因可使突变子的相关性状恢复到野生型菌株水平。以上结果证明, phoP基因对枯草芽胞杆菌NCD-2菌株中fengycin的合成具有正调控功能。     

饲料中添加抗菌脂肽对瓦氏黄颡鱼肌肉营养的影响

在基础配合饲料中添加0.5%、1%、2%、4%抗菌脂肽,饲养瓦氏黄颡鱼8周,对其肌肉一般营养成分、氨基酸营养、脂肪酸营养进行分析比较。结果表明抗菌脂肽对瓦氏黄颡鱼肌肉蛋白质、灰分含量无显著影响(P0.05)。瓦氏黄颡鱼是氨基酸组成均衡性较好(EAAI75、EAA/NEAA79%)的优质水产品,富含Glu、Asp、Arg等有助于术后病人康复的氨基酸。Lys含量较为富余,适当摄入可平衡谷物中Lys短缺,第一限制性氨基酸为Met+Cys。4%范围内添加抗菌脂肽对瓦氏黄颡鱼氨基酸组成无显著性影响(P0.05),EAAI随着AMI添加量增加逐渐降低,但仍高于75%。瓦氏黄颡鱼肌肉脂肪酸主要组成种类不少于11种,其中饱和脂肪酸3种、单不饱和脂肪酸4种、多不饱和脂肪酸4种,不饱和脂肪酸相对含量均较高,富含多不饱和脂肪酸(二十碳四烯酸、EPA、DHA)。在4%添加范围内,抗菌脂肽对瓦氏黄颡鱼肌肉脂肪酸组成无明显影响。