目的:从采自云南省丽江郊野的土壤中筛选出具有抑菌活性的菌株,分离其活性成分进行抗菌作用机制初步研究以寻找抗菌活性物质.方法:使用大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等6种细菌以及白色念珠菌等11种真菌作为指示菌,采用管碟法和菌丝生长速率法对拮抗菌进行筛选,通过生理生化测试和16S rDNA序列分析鉴定菌种;对发酵液中分离出的活性化合物使用液相色谱-质谱/质谱技术进行结构分析;采用氯化三苯四氮唑法检测RN8菌株发酵液不同稀释倍数处理大肠杆菌和白色念珠菌后的细胞脱氢酶活力,利用分光光度法测定蛋白质、DNA和钾离子泄漏率;将环四肽RN作用于白色念珠菌进行代谢组研究.结果:RN8菌株发酵液对17种测试指示菌具有拮抗效果,鉴定为枯草芽孢杆菌;RN鉴定为环肽类化合物,当其质量浓度为12.5 μg/mL时,抑制率达73.41％,EC50为4.69 μg/mL;KEGG数据库和路径拓扑分析显示,五个主要代谢途径有显著影响,包括嘧啶代谢,苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成,苯丙氨酸代谢,烟酸和烟酰胺代谢,缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成,这些过程涉及2'-脱氧胞苷等37种代谢物.结论:枯草芽孢杆菌RN8是广谱拮抗性菌株,其抑菌活性成分造成白色念珠菌细胞外膜的损伤,破坏细胞膜整体结构,导致细胞内物质泄漏,显著影响主要代谢途径,从而起到抗菌作用.

[目的]镰刀菌根腐病是世界范围内大豆生产上最具破坏性的土传病害之一,为获得对禾谷镰刀菌Fusarium graminearum具有较好拮抗效果的生防菌株.[方法]从健康大豆根际土壤分离细菌,平板对峙法筛选拮抗菌株,通过形态观察、生理生化特性、胞外酶活性及促生特性对菌株进行鉴定分析,采用盆栽试验进一步测定菌株生防及促生效果.[结果]筛选出的 4 株芽孢杆菌和 1 株假单胞杆菌对F.graminearum的抑菌率均达到 60%以上,对F.oxysporum,F.solani,F.longifundum以及 F.equiseti也均有一定的抑制作用,其发酵液及挥发代谢物均会影响F.graminearum的生长.5 株拮抗菌具有产蛋白酶、纤维素酶以及葡聚糖酶的活性,解磷、解钾、固氮以及产铁载体的能力.综合以上测试结果,菌株 20-8 具有较强的抑菌及大豆促生效果.根据形态特征及 16S rRNA序列分析,将菌株 20-8 鉴定为暹罗芽孢杆菌(Bacillus siamensis).该菌株的发酵上清液可以破坏F.graminearum菌丝体结构,无细胞发酵上清液可以显著抑制孢子萌发.室内盆栽防效测定结果表明,20-8 的稀释发酵液对F.graminearum引起大豆根腐病的防效可达 46.08%,并且促进大豆植株生长.[结论]筛选鉴定的暹罗芽孢杆菌 20-8 具有解磷、解钾、固氮以及产铁载体及多种胞外酶功能,其稀释发酵液具有较强的抗真菌活性及大豆促生能力,菌株 20-8 可以用于防治F.graminearum引起的大豆根腐病.

[目的]探究金耳和毛韧革菌麦角硫因生物合成途径.[方法]利用PCR扩增技术分别克隆金耳和毛韧革菌的麦角硫因合成酶基因Egt1 和Egt2 并利用生物信息学软件分析其功能;高效液相色谱技术鉴定 2 个物种的组氨酸三甲基内盐中间产物、麦角硫因及其含量.[结果]成功克隆得到了 2 个物种Egt1 和Egt2 基因的完整DNA序列.生物信息学分析表明,2 个物种的Egt1均含有EgtD和SAM依赖性甲基转移酶等功能结合域,Egt2 均含有磷酸吡哆醛(LPL)和半胱氨酸脱硫酶的结合位点;Egt1 和Egt2与裂殖酵母和粗糙脉孢菌等模型真菌具有相似的功能域和底物结合位点,表明Egt1 和Egt2 可能与这些模式真菌具有相似的基因功能.高效液相色谱法分析表明,金耳芽孢(JEYB)、毛韧革菌发酵液(ShFJY)、菌丝体(ShJST)及金耳子实体(JEZST)中均含有组氨酸三甲基内盐和麦角硫因,并且金耳子实体麦角硫因含量最高(113.19 μg/g),分别是金耳芽孢、毛韧革菌发酵液和毛韧革菌菌丝体的 7.45 倍、26.14 倍和 27.74 倍.[结论]首次鉴定了金耳和毛韧革菌的Egt1和Egt2基因.推测金耳和毛韧革菌的生物合成途径都是由组氨酸在Egt1 酶催化形成组氨酸三甲基内盐,再由Egt1 酶催化形成海西烯半胱氨酸亚砜,最后由Egt2 酶催化最终形成麦角硫因.

[目的]对链霉菌Streptomyce sp.FIM18-0592 进行菌种鉴定,并对其胞外格尔德霉素产量进行发酵工艺优化,旨在提高产量并降低发酵成本.[方法]通过形态特征、培养特征和生理生化特性,结合 16S rDNA序列分析构建系统发育树进行菌种鉴定;采用单因素试验优化培养条件及培养基配方,进一步使用最陡爬坡试验和响应面试验优化培养基配方的含量.[结果]通过对链霉菌FIM18-0592 的形态特征、培养特征及生理生化特征进行初步培养观察发现,其在ISP2 等培养基上生长较好,气生菌丝旺盛,产黑色素.结合 16S rDNA分子鉴定,确定该菌为格尔德霉素链霉菌(Streptomyces geldanamycininus).通过单因素试验对发酵条件以及培养基配方进行优化,得到最适宜菌株发酵的培养条件为转速 140 r/min、装液量 12%(体积分数)、接种量 7%(体积分数)、培养时间 144 h.最佳的碳源、氮源、无机盐分别为葡萄糖、黄豆饼粉和硫酸铵.采用最陡爬坡试验和响应面优化试验确定了其最优的发酵培养基为:葡萄糖 10.42%、黄豆饼粉 1.68%、硫酸铵 0.3%、乳酸 0.3%、甘油 4%、硫酸镁 0.1%、碳酸钙 0.4%,在此条件下,格尔德霉素的发酵效价达到 2 887 μg/mL,较原始发酵工艺效价提高了 66%.[结论]链霉菌FIM18-0592 为格尔德霉素链霉菌,通过对其发酵工艺进行优化显著提高格尔德霉素的产量,为格尔德霉素及其衍生物的开发和利用奠定基础.

以野生中国皱木耳菌株为试材,采用单因素试验及响应面法对其液体发酵培养基配方及培养时间等生物发酵过程进行优化,结果表明中国皱木耳液体菌种摇床培养适宜温度为28 ℃、转数为230r/min、培养基pH值为6,最佳碳氮源、无机盐及其添加量分别为果糖30 g/L、酵母浸膏2g/L、氯化钾2.5 g/L;进一步以菌丝生物量为响应值,依据Box-Benhnken设计预测最适发酵培养基配方为碳源果糖38.424 g/L、氮源酵母浸膏4g/L、氯化钾2.736 g/L.在相同培养条件下,7d时菌丝生物量干重实测值为2.163 6g/100mL,且为理论值的166.18％,说明本研究方法可行、结论可靠.通过测定纤维素酶活性及菌丝生物量,得到最佳培养时间为8 d,此时菌丝生物量最高可达(2.530 0±0.290 0)g/100 mL,纤维素酶活为82.586 6 U/mL.本研究优化了中国皱木耳液体菌种发酵生产条件,以期为中国皱木耳人工栽培时的液体菌种生产提供参考依据.

目的 考察从淡豆豉Sojae Semen Praeparatum(SSP)炮制过程中分离的15株产γ-氨基丁酸微生物对产毒黄曲霉菌的拮抗能力并筛选出具有抑制产毒黄曲霉菌生长和降解黄曲霉毒素B1(aflatoxin B1,AFB1)的高效拮抗菌,探究高效拮抗菌发酵产物对黄曲霉毒素(aflatoxins)合成关键基因mRNA表达量的影响.方法 运用平板对峙法与十字交叉法检测15株产Y-氨基丁酸微生物及其发酵产物对产毒黄曲霉标准株(简称:产毒标准株)生长的影响,超高效液相色谱-串联质谱法(ultra performance liquid chromatography mass spectrometry,UPLC-MS/MS)检测 15 株菌对 AFB1 的降解效果,考察其对产毒黄曲霉菌的拮抗能力并筛选出高效拮抗菌;针对高效拮抗菌发酵产物分别运用菌丝干重法检测其对产毒标准株菌丝生长的影响,实时荧光定量PCR(real-time quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)检测其对黄曲霉毒素合成关键基因(aflR、aflD、aflM、aflP)mRNA表达的影响.结果 15株菌及其发酵产物对产毒标准株的生长抑制率分别在15.88％～56.05％和25.74％～52.12％,对AFB1降解率在2.74％～57.87％,表明它们对产毒黄曲霉菌均有一定的拮抗作用,并筛选出具有高效拮抗作用的黑曲霉菌Aspergillus niger(JC2)和枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis(Xd1).当高效拮抗菌发酵产物加入量为2 000μL时,JC2和Xd1对产毒标准株菌丝生长的抑制率分别为73.82％和63.34％,且能明显抑制黄曲霉毒素合成关键基因aflR、aflD、aflM、aflP的mRNA表达.结论 淡豆豉炮制中存在既能产γ-氨基丁酸又能明显抑制产毒标准株生长和产毒的拮抗菌,其拮抗作用可能通过抑制产毒标准株菌丝生长和毒素合成关键基因的mRNA表达.

目的 选育他克莫司高产菌株,优化培养基配方,提高发酵产量.方法 采用原生质体融合技术对2株筑波链霉菌进行基因组重排,并经响应面设计对发酵培养基配方进行优化.结果 以紫外灭活作为遗传标记经过4轮基因组重排育种后,摇瓶筛选获得3株高产菌株,其中菌株FK22-71菌丝球松散、椭圆状,发酵浸泡液颗粒状.该菌株稳定高产,采用响应面设计优化后的配方在50 L罐发酵产量平均达1684 mg/L.结论 基因组重排技术应用于他克莫司高产菌株选育,可大幅提高发酵产量,为其工业化发酵生产奠定了基础.

外生菌根真菌(ectomycorrhizal fungi,ECMF)可广泛与林木建立共生关系,促进林木对土壤磷的吸收.然而,不同菌种或菌株溶解不同磷源的能力不同,且影响菌株或菌种溶磷能力的生理因素尚不清楚.因此,本研究以从板栗Castanea mollissima和锥栗C.henryi林下采集的真菌子实体进行分离纯化及 ITS 序列的同源性分子鉴定所获得的 5 个菌株,和前期课题组获得的土生空团菌Cenococcum geophilum(CG)为研究对象,将其在以难溶性有机磷(植酸钙 C6H6Ca6O24P6、卵磷脂C42H80NO8P)和难溶性无机磷(磷酸铝AlPO4、磷酸铁FePO4)为磷源的蒙塔纳(Montana)培养基中进行培养,测定6个ECMF菌株在纯培养条件下的菌落直径、菌丝干质量、溶磷率、酸性磷酸酶活性、pH 值、柠檬酸和草酸含量,分析在不同难溶性磷源下各菌株的生长及溶磷特性;并运用皮尔逊相关性分析,探讨不同难溶性磷源下影响菌株溶磷率的主要生理因素.结果表明:(1)6个ECMF菌株在不同难溶性磷下生长速率差异显著(P<0.05).橙黄硬皮马勃Scleroderma citrinum(LY-20-2)在磷酸铝条件生长最快,中华豆马勃Pisolithus orientalis(LY-8)在其他 3 种难溶性磷源下生长均最快.(2)6个ECMF菌株对4种难溶性磷的溶磷能力具有显著差异(P<0.05).以植酸钙为磷源时,LY-8溶磷率最高,达 28.9%;以卵磷脂和磷酸铁为磷源时,LY-20-2 的溶磷率最高,分别为 3.2%和 4.6%;以磷酸铝为磷源时,CG的溶磷率最高,达 3.2%.(3)在 4种难溶性磷源下,各菌株发酵液中的pH值均降低.以卵磷脂和磷酸铁为磷源时,除马勃Scleroderma sp.2(MB)以外,其他菌株均未分泌草酸.(4)以植酸钙为磷源时,菌落直径、菌丝干质量、酸性磷酸酶活性和草酸含量均与菌株溶磷率呈显著正相关(r=0.61-0.88);以卵磷脂为磷源时,菌落直径和酸性磷酸酶活性与菌株溶磷率呈显著正相关(r=0.50-0.95);以磷酸铝为磷源时,溶磷率与柠檬酸呈显著正相关(r=0.55);以磷酸铁为磷源时,溶磷率与柠檬酸含量没有显著相关性(r=0.44);在 4 种难溶性磷源下,溶磷率与pH值均呈极显著负相关关系(r=-0.88--0.70).以上结果表明,栗林下的ECMF菌株对难溶性有机磷植酸钙的利用潜力高于卵磷脂和难溶性无机磷磷酸铝、磷酸铁.ECMF针对不同难溶性磷源采取了不同的溶磷策略,包括调控生长速度和分泌不同种类的有机酸.

近年来,灵芝产业高速发展,但其主要药效成分灵芝三萜的含量较低,是影响其品质的重要原因,因此探索一种提高灵芝三萜含量的生物技术手段极具应用前景.本研究以 6 株斜盖伞Clitopilus spp.真菌为材料分别制备多种类型的真菌诱导子,将其添加到灵芝菌丝体液体摇瓶中,研究对灵芝菌丝体生物量和灵芝三萜积累的影响.其中,Clitopilus sp.HSL-YX-7-A 的高压灭菌发酵液(HSL FB)、C.hobsonii NL-19 的菌丝干粉(NL-19 DMP)、C.prunulus 84496 的发酵液提取物(84496 FBE)和Clitopilus sp.HSL-YX-7-A的菌丝提取物(HSL ME)显著提高了灵芝菌丝体生物量和灵芝三萜含量,相对于对照组,生物量分别提高了 450.09%、64.64%、46.97%和 66.14%,灵芝三萜分别提高了 53.01%、25.58%、25.17%和 20.47%,灵芝三萜总产量则分别提高了 585.15%、104.65%、86.43%和110.45%.进一步研究表明,经HSL FB、NL-19 DMP和HSL ME处理后,灵芝三萜生物合成途径关键酶基因hmgs、hmgr、mvd、fps、sqs和osc的表达量显著上调;但84496 FBE处理之后仅上调了hmgs和sqs的表达量.且6个基因的平均表达量与灵芝三萜总产量的提升率呈显著的正相关性(R2=0.972,P<0.05).本研究证实了斜盖伞诱导子能够有效提升灵芝菌丝体生物量和灵芝三萜含量,其中C.hobsonii NL-19 和Clitopilus sp.HSL-YX-7-A均为栎类树种的根系共生菌.本研究进一步为开发斜盖伞真菌作为微生物菌剂提供了基础,同时为提高栎树人工林的生产力和创建"以菌养菌"的药用真菌品质提升技术体系提供了重要策略.

为获得适宜的野生中国皱木耳液体发酵培养基,在常规液体 PDA 培养基中添加一定量的植物碳氮源浸提液,通过对不同碳氮源及其添加量和正交试验筛选,结果表明培养基中同时添加植物碳源小麦 5 g/L和氮源麦麸 10 g/L的配方组合培养 6 d时,其菌丝球生物量干重最高[(1.158 0±0.156 6)g/100 mL],菌丝球密度高,大小均一;比CK[(0.594 8±0.054 7)g/100 mL]提高了 94.69%.各配方漆酶活性 9 d内的酶活大小及变化与CK相比有显著不同,植物碳氮源添加物对漆酶的产生有一定的诱导效果,不同诱导培养基下发酵产漆酶活性除玉米粉和CK基质出现先升后降的趋势外,其余均随培养时间的增加,总体呈低幅度的下降趋势.本研究将为中国皱木耳的人工栽培液体菌种生产提供一定的理论基础.