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众所周知,海洋约占地球表面的71%,其中蕴藏着丰富的微生物资源。海洋微生物资源广阔,据估计,所研究和鉴别过的海洋微生物不到整个海洋微生物的5%。由于海洋环境的特殊性,海洋微生物具有独特的代谢方式,产生许多新颖的生物活性物质。如此巨大的海洋资源尚未得到研究与开发利用,因此从海洋微生物的次级代谢产物中寻找开发有别于陆栖微生物产生的生理活性物质,成为当前微生物学研究的一个重要方向。我国地处太平洋西部,大陆海岸线长达1800公里,渤、黄、东、南四个海区面积473平方公里,地理条件差异大,温度相差悬殊,海洋微生物资源极其丰富。对新药的开发而言,从海洋微生物中筛选抑菌活性菌株是一项重要的前期工作。国内对于黄、渤、南海域的微生物资源利用已进行相关的研究,但关于东海海域微生物资源的情况报道较少,本文就上海临近东海海域分离出的海洋微生物进行抑菌筛选与研究,为寻找新的抗菌活性物质提供参考。
本论文采集上海郊区浅滩的海水和海泥样品,采用不同的分离培养基从样品中共分离出193株海洋微生物。其中从海水样中分离出106株,海泥样中分离出87株海洋微生物。以金黄色葡萄球菌、蜡状芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、沙门氏菌、志贺氏菌作为指示菌。
采用琼脂块法进行初筛,从中筛选出29株拮抗菌株,占总分离菌株数的15%。其中从海泥中筛选出17株具有抑菌活性的菌株,占其分离菌株总数的19.5%;海水中的拮抗菌株数为12株,占其分离菌株的11.3%。由此可看出,海泥中分离拮抗菌株的概率大于海水样。对29株拮抗菌株采用管碟法复筛出抑菌谱最广的菌株BS2-5,它同时可以抑制革兰氏阳性指示菌和革兰氏阴性指示菌。
对筛选出的抑菌活性最大的海洋细菌BS2-5进行鉴定。本论文结合了伯杰手册以及Shewan和Oliver的海洋细菌鉴定系统,对这株海洋细菌进行鉴定。微生物形态与培养特性鉴定主要是指微生物菌株在不同培养基中的个体形态、菌落特征等差异。本论文所采用的鉴定生理生化实验有淀粉水解、V-P试验(乙酰甲基甲醇试验)、吲哚试验、耐盐性、过氧化氢酶的产生、丙酸盐的利用、明胶液化试验、石蕊牛乳试验、硝酸盐还原等。经鉴定,该菌株在平板上菌落形态为单菌落圆形,橙黄色,光滑,微凸起,不透明,边缘整齐,直径在2~3mm左右,表面不形成皱襞。菌株BS2-5为革兰氏阴性,在扫描电镜下显示短杆状,大小为0.8~1.2μm×2~6μm。该菌株属非运动性发酵型阴性杆菌,兼性厌氧,水解淀粉,石蕊牛奶产酸,利用丙酸盐,硝酸盐还原到亚硝酸盐,不液化明胶,不产生乙酰甲基甲醇(吲哚反应),7%氯化钠中生长等,这些是肠杆菌科的主要特征。参考《伯杰氏系统细菌学手册》(BergeysManualofSystematicBacteriology)第九版,对BS2-5进行了培养生理生化特征的鉴定,本论文已将此菌株鉴定到属,确定这株海洋细菌属肠杆菌科普罗威登斯菌属(Providenciaheimbachae)。微生物的人工培养是其应用的基础,一些海洋细菌培养基的营养水平和NaCl浓度,往往可以影响活性物质的产生。为了使海洋细菌BS2-5得到最大限度的抑菌活性,本论文采用正交实验对其培养条件和培养基进行优化。另外,为了更好地说明BS2-5是适合海洋环境的细菌,我们测定了其在人工海水和蒸馏水中的生长曲线。
将菌株BS2-5进行摇床培养,离心后得到其无细胞滤液。以金黄色葡萄球菌作为指示菌株,检测培养时间、滤液pH、温度变化对BS2-5抑菌活性的影响。得到结论是为使抑菌活性达到最大,海洋细菌BS2-5的最佳培养时间为48h小时;在pH3~7范围内,抑菌活性与pH值的变化有一定关系,但与pH本身的抑制微生物生长也有关,需进一步研究才能确定;抑菌活性对碱性条件敏感;BS2-5抑菌物质对热敏感,高于60℃以上作用一段时间后能使其抑菌活性消失。这个结论可以为今后在提取活性物质的方法提供参考。因此在提取抑菌活性物质不适宜用加热的方法进行处理。海洋细菌BS2-5抑菌活性最大的培养基配方为蛋白胨0.5%,酵母膏1.5%,葡萄糖2%,盐浓度3%。从BS2-5的在不同水源配制的培养基中的生长曲线可以看出该株菌确为海洋环境中分离的微生物。