Seven New and Two Known Lipopeptides as well as Five Known Polyketides: The Activated Production of Silent Metabolites in a Marine-Derived Fungus by Chemical Mutagenesis Strategy Using Diethyl Sulphate

AD-2-1 is an antitumor fungal mutant obtained by diethyl sulfate mutagenesis of a marine-derived Penicillium purpurogenum G59. The G59 strain originally did not produce any metabolites with antitumor activities in MTT assays using K562 cells. Tracing newly produced metabolites under guidance of MTT assay and TLC analysis by direct comparison with control G59 extract, seven new (1–7) and two known (8–9) lipopeptides were isolated together with five known polyketides 10–14 from the extract of mutant AD-2-1. Structures of the seven new compounds including their absolute configurations were determined by spectroscopic and chemical evidences and named as penicimutalides A–G (1–7). Seven known compounds were identified as fellutamide B (8), fellutamide C (9), 1′-O-methylaverantin (10), averantin (11), averufin (12), nidurufin (13), and sterigmatocystin (14). In the MTT assay, 1–14 inhibited several human cancer cell lines to varying extents. All the bioassays and HPLC-photodiode array detector (PDAD)-UV and HPLC-electron spray ionization (ESI)-MS analyses demonstrated that the production of 1–14 in the mutant AD-2-1 was caused by the activated production of silent metabolites in the original G59 fungal strain. Present results provided additional examples for effectiveness of the chemical mutagenesis strategy using diethyl sulphate mutagenesis to discover new compounds by activating silent metabolites in fungal isolates.     

油菜菌核病生防芽孢杆菌的分离鉴定及其脂肽化合物分析

采用平板拮抗筛选,分别从西藏日喀则地区和拉萨地区杂草根围土壤中筛选到2个对油菜菌核病菌有显著拮抗活性的芽孢杆菌菌株RJGP16和YBWC43。通过生理生化鉴定、16S rDNA序列分析和BOX-PCR指纹图谱分析,鉴定菌株RJGP16为萎缩芽孢杆菌Bacillus atrophaeus, 菌株YBWC43为解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens。离体叶片试验结果显示,菌株RJGP16和YBWC43对油菜菌核病菌防治效果分别为50.24%和100.00%。脂肽化合物种类分析显示,菌株RJGP16产生脂肽化合物表面活性素和芬枯草菌素,菌株YBWC43产生杆菌霉素D和芬枯草菌素。表明菌株RJGP16和YBWC43对油菜菌核病的防治效果与其产生的脂肽化合物有关。     

贝莱斯芽胞杆菌HN-2的鉴定及对杧果炭疽菌的抑菌活性研究

菌株HN-2为本实验室分离得到的一株生防细菌，通过采用形态学观察结合现代分子生物学的手段鉴定生防菌HN-2为贝莱斯芽胞杆菌Bacillus velezensis，以杧果炭疽菌Colletotrichum gloeosporioides Penz作为靶标，其发酵上清液的正丁醇萃取粗提物的活性最好，抑菌圈大小为20.93 mm，半最大效应浓度（EC₅₀）为70.62 μg/mL。通过飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）数据结合基因检测的结果分析发现，正丁醇提取物中主要活性成分为脂肽类物质，其中含有表面活性素（surfactin）、伊枯草菌素（iturins）和泛革素（fengycin）等。通过显微观察发现正丁醇粗提物可以造成杧果炭疽病菌菌丝扭曲、膨大、畸形，从而抑制杧果炭疽病菌的生长，菌株HN-2正丁醇提取物处理后的杧果15 d内未出现杧果炭疽病病状，对杧果果实具有较好的保护作用。贝莱斯芽胞杆菌HN-2的主要活性物质为脂肽类物质，其对植物病原真菌有较好的防治效果，具有进一步深入研究和开发应用的潜力。     

解淀粉芽孢杆菌SJ06脂肽粗提物与吡唑醚菌酯协同对玉米小斑病菌的抑制效果

运用对峙培养法测定解淀粉芽孢杆菌SJ06菌株对玉米小斑病菌的拮抗活性;采用菌丝生长速率法测定发酵上清液、脂肽粗提物对玉米小斑病菌的抑菌活性,以及SJ06脂肽粗提物与吡唑醚菌酯复配的协同抑菌活性。结果表明:对峙培养SJ06对玉米小斑病菌的抑制率为71.43%;SJ06发酵上清液和脂肽粗提物对病菌的EC_(50)值分别为0.88μL/mL和0.23μL/mL,吡唑醚菌酯对病菌的EC_(50)值为1.10μg/m L;SJ06脂肽粗提物与吡唑醚菌酯复配对玉米小斑病菌的毒性比均大于1,说明复配对病菌的抑制效果均为增效作用,其中,复配体积比为4∶6时毒性比为1.21,增效作用最强。     

香草兰生防细菌的筛选、分子鉴定及其抑菌机制的初步研究

通过平板对峙法从香草兰根际微生物中筛选出对香草兰根(茎)腐病菌(Fusarium oxysporum)、香草兰疫病菌(Phytophthora nicotianae)和香草兰细菌性软腐病菌(Erwinia carotovora)均有良好抑制效果的生防菌10株。通过16S r DNA序列比对及系统发育树分析,其中7株为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus.amyloliquefaciens),2株为枯草芽孢杆菌(B.subtils),1株为甲基营养型芽孢杆菌(B.methylotrophicus)。提取脂肽类化合物进行抑菌分析,发现10株生防菌脂肽类提取物对香草兰根(茎)腐病菌和香草兰疫病菌均有良好的抑制效果,有4株的脂肽类粗提物对香草兰细菌性软腐病菌有强烈的抑制活性。对其中2个菌株脂肽类粗提物进行MALDI-TOF/TOF-MS检测,发现菌株VX2R11产生表面活性素(Surfactin)和伊枯草素A(Iturin A)2种脂肽类化合物,菌株VX2S02仅产生伊枯草素A,推测产生伊枯草素A是菌株VX2R11和VX2S02拮抗香草兰根(茎)腐病菌和疫病菌重要机制;产生表面活性素是菌株VX2R11拮抗香草兰细菌性软腐病菌的重要机制。     

香草兰生防细菌的筛选、分子鉴定及其抑菌机制的初步研究

通过平板对峙法从香草兰根际微生物中筛选出对香草兰根(茎)腐病菌(Fusarium oxysporum)、香草兰疫病菌(Phytophthora nicotianae)和香草兰细菌性软腐病菌(Erwinia carotovora)均有良好抑制效果的生防菌10株。通过16S rDNA序列比对及系统发育树分析,其中7株为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus. amyloliquefaciens),2株为枯草芽孢杆菌(B. subtils),1株为甲基营养型芽孢杆菌(B. methylotrophicus)。提取脂肽类化合物进行抑菌分析,发现10株生防菌脂肽类提取物对香草兰根(茎)腐病菌和香草兰疫病菌均有良好的抑制效果,有4株的脂肽类粗提物对香草兰细菌性软腐病菌有强烈的抑制活性。对其中2个菌株脂肽类粗提物进行MALDI-TOF/TOF-MS检测,发现菌株 VX2R11 产生表面活性素(Surfactin)和伊枯草素A(IturinA)2种脂肽类化合物,菌株 VX2S02 仅产生伊枯草素A,推测产生伊枯草素A是菌株VX2R11和VX2S02拮抗香草兰根(茎)腐病菌和疫病菌重要机制;产生表面活性素是菌株VX2R11拮抗香草兰细菌性软腐病菌的重要机制。     

纳豆菌脂肽对分离于对虾养殖环境中产T-2毒素镰孢菌抑制效应的研究

为了探明纳豆菌脂肽对对虾养殖环境中的产T-2毒素镰孢菌分离株的控制效应,实验采用扫描电镜观察了镰孢菌孢子超微结构、普通显微镜观察了菌丝形态、荧光显微镜观察了菌丝通透性.结果显示,脂肽浓度为1 mg/mL时,脂肽对镰孢菌孢子萌发的抑制率达78.8％,镰孢菌培养到第3天的生物量为不加脂肽对照的24.5％.扫描电镜观察结果表明,1 mg/mL的脂肽可以使镰孢菌的孢子呈念珠状;普通显微镜观察结果显示,1 mg/mL脂肽处理能使菌丝隔膜消失;荧光显微镜观察结果表明,脂肽能增加镰孢菌菌丝细胞膜的通透性.     

抗菌脂肽对肉鸡抗氧化能力及血清生化指标的影响

为研究不同水平抗菌脂肽对肉鸡抗氧化能力及血清生化指标的影响,将1日龄健康AA肉鸡600只,随机分为5组:对照组(不含抗菌脂肽及抗生素)、抗生素对照组及在基础日粮中分别添加4 000、8 000和12 000 U/kg抗菌脂肽组,试验期为42 d。结果发现:4 000 U/kg抗菌脂肽能显著提高血清T-AOC及肝脏SOD水平,8 000 U/kg抗菌脂肽能显著提高血清SOD水平,同时能显著降低肝脏MDA水平。4 000 U/kg抗菌脂肽能显著提高血清TP及GLOB水平,而12 000 U/kg抗菌脂肽能提高血清GOT及GPT水平,但差异不显著。抗菌脂肽对血清UN及TC含量无明显影响。结果表明适宜的抗菌脂肽添加量(4 000 U/kg)能提高肉鸡抗氧化机能,且能促进蛋白质的代谢。     

群体感应调控因子ComA对枯草芽胞杆菌NCD-2抑菌物质产生和生物膜形成的影响

为明确群体感应系统在枯草芽胞杆菌NCD-2菌株抑菌活性和生物膜形成中的作用,通过同源重组技术对群体感应系统中的comA基因进行定位缺失突变,分别比较了NCD-2菌株和comA基因突变子在胞外酶合成、抑菌活性、脂肽抗生素(丰产素)产生以及生物膜形成上的差异,并进一步利用实时荧光定量RT-PCR技术比较了二者生物膜基质编码基因epsA和tasA的表达情况。结果表明,通过同源重组技术获得了comA基因突变子MA-4,同菌株NCD-2相比,其在胞外蛋白酶和纤维素酶的合成能力、对番茄灰霉菌Botrytis cinerea的抑菌活性、丰产素的合成量和生物膜的形成能力上均明显下降;生物膜基质编码基因tasA的表达量下降了70%,而epsA的表达量变化不明显。表明ComA是NCD-2菌株脂肽抗生素和生物膜形成中的重要调控因子。     

耐辐射芽胞杆菌JK23的鉴定及其生防活性研究

菌株JK23为本实验室耐辐射微生物资源库保藏的1株耐辐射芽胞杆菌,通过系统的形态学、生理生化实验及分子生物学鉴定,菌株JK23为贝莱斯芽胞杆菌。平板对峙试验表明,菌株JK23对多种植物病原菌都具有明显的抑制作用,抑制率分别为香梨黑斑病菌Alternaria Alternaria 39.68%、西瓜枯萎病菌Fusarium oxysporum SCC-F5 37.5%、水稻恶苗病菌Fusarium moniliforme 50.0%、棉花枯萎病菌Fusarium oxysporum SCC-F11 53.85%、马铃薯早疫病菌Alternaria solani 73.3%、西瓜蔓枯病菌Didymella bryoniae 100%、核桃腐烂病菌Cytcospora sp.100%。显微镜观察发现,菌株JK23能抑制病原真菌菌丝生长,引起菌丝畸形、膨大、固缩。通过基因检测及MALDI-TOF MS（基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱）结果分析发现,菌株JK23能产生多种脂肽类抗生素,其产物具有较强的溶血和排油特性。鉴于贝莱斯芽胞杆菌JK23产生的脂肽类活性物质对多种植物病原真菌具有较好的抑制效果,表明其具有较高的开发应用前景。