一株中国被毛孢菌丝代谢组学及生物活性成分研究

来源 :安徽农业大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:lwl13751412186
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本研究利用高效液相色谱-质谱联用技术并结合代谢组学相关研究方法,对一株采自青海青沙山编号为RCEF5042的中国被毛孢(Hirsutella sinensis)进行研究。研究内容主要包括:不同培养方式(固体和液体培养)、不同培养时间、不同浓度氧化剂胁迫、不同时间紫外线照射、不同光照(常光和黑暗)及不同继代培养代数对菌丝中代谢产物的影响。  对不同培养时间代谢产物进行分析表明,菌株RCEF5042在不同的培养时间中,其菌丝中代谢产物发生了显著变化,其中差异比较明显的是培养的第18天与21天之间,24天和27天之间,在这两个转折点上,培养菌丝所产生的代谢产物发生了显著性的差异,因此可将不同培养时间分为前期(19天前)、中期(19-26天)、后期(26天后)三部分。在不同时间的培养过程中,代谢产物在种类和含量上在不断发生着变化。本研究确定了多种抗生素和多种具有独特生物活性的物质的变化规律,在实际生产中可根据需要有针对性的对中国被毛孢的培养时间进行确定。  在菌株RCEF5042固体培养和液体培养的研究中发现,固体培养菌丝体、液体发酵菌丝体和发酵液这三者之间的代谢产物差别都比较大。本研究着重分析了在固体培养菌丝中存在的代谢产物,特别是抗生素和具有特殊活性的代谢物。另外,仅在液体培养中发现的代谢产物中,在液体发酵菌丝体和在发酵液中的含量也有变化。可根据实际对代谢物利用的需要来选择是固体培养还是液体培养。  不同浓度氧化剂对菌株RCEF5042的胁迫作用的研究中,分别对相应的发酵菌丝体和发酵液进行分析。在发酵菌丝体和发酵液中,样品中所含的变量的组成或浓度表现出逐步稳定变化的趋势,相邻氧化剂浓度间差异不明显,但浓度差异较大的样品间表现为显著差异。在发酵菌丝体中对照组与其他氧化剂浓度间差异明显;在发酵液中表现为对照组、每100mL发酵液中加入2μL30%双氧水和其他氧化剂浓度间差异明显。在有氧化剂存在的情况下,有些具有特殊活性的物质在降低或消失,而有些抗生素类物质在有氧化剂后才检测到,说明在不同的氧化剂浓度下,代谢物的变化与微生物的抗逆作用有关。  在研究不同时间紫外线照射对菌株RCEF5042的代谢物的影响时发现,对菌株分别照射10s、20s、30s、40s、50s及不照射所得到的代谢产物之间差异是逐渐变化的,在相邻两个紫外线照射时间样品间差异不大,但在紫外线照射时间相差较大时,其代谢产物差异较为明显,其中在不照射、紫外线照射10s和其他紫外线照射之间差异相对显著。在对VIP得分大于1.35的化合物分析时发现,有些代谢产物在随着紫外线照射时间增加的情况下,含量在逐渐降低或遇到紫外线就消失,而有些具有细胞毒活性和抗生素类物质在紫外线刺激下才能产生,其他代谢产物则是随着紫外线照射时间的变化处于波动状态。  菌株RCEF5042在分别进行常光与黑暗培养后对其代谢产物进行研究表明,菌株RCEF5042在不同的光照条件下培养所产生的代谢产物差异显著。有些活性物质容易在黑暗下形成,有些则更偏向于光照下;有些抗生素类物质在黑暗培养时含量更高,而具有抑菌活性的Massarigenin A则在常光下含量更高。  通过对菌株RCEF5042继代培养5代的代谢产物究发现,随着继代次数的增加,菌株代谢产物产生更多变化,同时发现继代培养时代谢产物的差异变化不是一个连续的过程,而是有一个过渡期。在继代培养的第5代出现了抗炎、抗细胞毒活性、抗菌活性物质;在传代过程中,有些活性物质随着传代的增加,含量出现逐渐降低或者消失。有关研究一方面丰富了从微生物中寻找特殊代谢产物的方法,另一方面也给传统的继代培养保藏菌种的方法提出了新的挑战。  总之,通过不同处理后的中国被毛孢代谢组的变化分析,发现了多个代谢物代谢规律与培养条件、氧化胁迫或紫外等因素间的关系,有关研究对中国被毛孢的代谢物利用、培养条件优化、最佳采收期确定,以及代谢理论研究都具有重要指导意义。
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