论文部分内容阅读
解淀粉芽孢杆菌是生物防治领域中重要的菌株之一,其发酵分泌的多种抑菌物质,对真菌、细菌、放线菌、病毒均有较强的拮抗作用。在医药、保健品、饲料、食品和化妆品等领域有广阔的应用前景。以金黄色葡萄球菌为指示菌,选上清液的抑菌活性和乳酸浓度为指标,从实验室保藏的菌株中挑选初始乳酸产量为2.05 g?L-1,抑菌圈直径为15.4 mm的菌株,将其编号为B815。对其进行分子生物学与生理生化鉴定,明确B815菌株为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。对B815菌株进行常温常压等离子诱变(ARTP),结合特定的高通量筛选,获得乳酸产量为3.92 g?L-1,抑菌圈直径为20.3 mm,且能稳定遗传的突变菌株,将其编号为B815-1。对B815-1菌株的培养基、培养条件进行优化,获得最优配方:麦芽糖10 g?L-1,蛋白胨15 g?L-1,MgSO4·7H2O 2 g?L-1,活性CaCO3 10 g?L-1;最优培养条件:培养温度50℃,初始pH7,种龄3 h,接种量2%,装液量50 mL。优化后,菌株的抑菌圈直径为25.6 mm,乳酸产量达到8.42 g?L-1。菌株B815-1上清液中总抑菌物质的基本特性表征:热稳定范围为60℃以下,pH稳定范围为69,对中性蛋白酶、碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、大豆多肽水解酶不敏感,胃蛋白酶对其活性略有影响;对肠炎沙门氏菌、铜绿芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、粪肠球菌、单核增生李斯特菌均有抑制活性。菌株B815-1经模拟胃、肠液处理3 h后,活菌存活率分别为86.14%、95.14%。菌株B815-1经80℃处理5 min后,活菌数由原来的7.00×108 CFU?mL-1下降为5.40×108 CFU?mL-1,存活率为77.4%。建立酸沉、有机溶剂萃取,DEAE-Sepharose Fast Flow阴离子交换层析,半制备型RP-HPLC(反向高效液相)的分离纯化方案,从发酵上清液中得到两种抑菌活性成分。液相色谱-质谱法(LC-MS)分析两种纯化产物,发现其中一种为已见报道含C1315的Surfactin同系物;另一种是氨基酸序列为Leu-Val-Asn-Pro-Pro-Thr,分子量为639.75 Da的抑菌肽。经ProtParam软件分析,该六肽等电点为5.52,GRAVY为0.100,脂溶性指数113.33。将此六肽与APD数据库中已报道的抑菌肽对比,同源性最高的仅为37.5%。稳定性实验中,Surfactin的热稳定温度为90℃以下,pH稳定范围为29;六肽的热稳定温度范围为80℃以下,pH稳定范围为38;抑菌谱探究发现,Surfactin与六肽对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌均有抑菌作用。测定Surfactin、六肽、乳酸对指示菌的MIC分别是0.5 mg?mL-1、0.8 mg?mL-1、1.563 mg?mL-1。用三种抑菌物质单独及联合分别作用指示菌细胞,测定指示菌的胞外K+浓度、OD260、OD280,判断细胞膜渗透性及完整性,通过透射电镜和冷场发射扫描电镜观察细胞形态,通过流式细胞仪量化细胞损伤情况,发现乳酸可破坏细胞壁,六肽可透过细胞壁作用细胞膜,进一步损伤细胞,Surfactin可破坏细胞壁,透过细胞膜作用于细胞内部,干扰细胞分裂。当三者联合作用指示菌细胞时,对细胞的损伤程度更大。借助棋盘稀释法,探究Surfactin、六肽与乳酸两两对指示菌的协同抑制作用,发现当乳酸浓度为0.098 mg?mL-1,Surfactin浓度0.125 mg?mL-1时,两者FICI值为0.3125(<0.5),具有协同作用;当乳酸浓度为0.195 mg?mL-1,六肽浓度0.20 mg?mL-1时,两者的FICI值为0.375(<0.5),具有协同作用;当Surfactin浓度为0.125 mg?mL-1,六肽浓度0.40 mg?mL-1和六肽浓度0.20 mg?mL-1,Surfactin浓度0.250 mg?mL-1,两者FICI值均为0.750(0.5<0.75≤1),具有相加作用。