Surfactin是由多种芽孢杆菌产生的一种脂肽,其由一个环七肽头基通过内脂键与链长 12-17 个碳原子的β-羟基脂肪酸连接组成,是一种非常有效的生物表面活性剂,并具有重要的生物学功能.本文介绍了surfactin家族的结构和生物合成模式,surfactin是由非核糖体肽合成酶催化合成,这种机制赋予了surfactin家族成员的结构多样性;综述了surfactin在植物病害生防中的作用及机制.已有的研究表明surfactin在生物防治中的作用机制主要有以下 4 种方式:(1)损伤病原菌细胞膜,引起细胞膜裂解或渗透压失衡;(2)抑制病原体繁殖;(3)诱导植株系统抗性;(4)促进生防菌株的定殖或生物膜的形成.进一步总结了利用基因工程技术研究surfactin的最新进展,以指导surfactin的生物合成及其新衍生物开发.Surfactin的高度结构多样性,使其具有丰富的物理化学特性,这些特性可以与多种生物活性联系在一起,将在不同的领域有更广泛应用.随着对surfactin生物合成研究的日益深入,将会有更多高性能和广阔应用前景的新型脂肽被研发,这为surfactin的进一步研究和生防应用提供依据.

表面活性素(surfactin)是由枯草芽孢杆菌代谢产生的环脂肽类生物表面活性剂.Surfactin具有卓越的表/界面活性,在石油化工、生物医疗、农业和食品工业等领域具有良好的应用前景,被认为是最具潜力的生物表面活性剂之一.但高昂的生产成本以及使用成本限制了surfactin的规模化应用.本文中,笔者对surfactin的发酵生产研究及其在石油化工领域中的应用研究进行综述,并对surfactin的发酵生产及应用研究前景进行展望.

表面活性素(surfactin)、伊枯草菌素(iturin)和丰原素(fengycin)是一类主要由革兰阳性芽胞杆菌通过非核糖体合成途径产生的抗菌肽,一般是由1个β-羟基脂肪酸与7~10个氨基酸肽链以酰胺键连接而成的环肽,具有抗细菌、抗真菌、抗病毒、抗肿瘤等生物活性,具有良好的医疗应用前景.目前,人们对这3种新型抗菌肽在医药领域中的研究进展所知甚少,故本文对其发现历史、结构特点、作用机制、生物合成和应用价值进行阐述,为后续研究提供借鉴.

解淀粉芽胞杆菌是芽胞杆菌属的一个种,在生长过程中可以向胞外分泌多种抑菌活性物质.按照胞外抑菌活性物质合成方式的不同分为两大类,一类是通过核糖体途径合成的核糖体类细菌素、几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶等抑菌物质;另一类是通过非核糖体途径合成的细菌素、表面活性素、芬荠素、伊枯草菌素等脂肽类物质.这些代谢产物种类丰富、广谱抑菌、抗逆性强,可应用于农业、食品工业和环境保护等.本文对解淀粉芽胞杆菌抑菌活性物质的研究及应用现状进行综述,为深入研究和全面开发解淀粉芽胞杆菌抑菌活性物质提供充足的理论依据.

[目的]明确贝莱斯芽孢杆菌 (Bacillus velezensis) L-1对梨灰霉和青霉病菌的抑制作用, 明确菌株L-1无菌发酵液拮抗活性的稳定性及可能的拮抗机制.[方法]通过离体测定、活体测定和病原菌菌丝形态观察, 评价菌株L-1对梨灰霉和青霉病菌的拮抗活性.以梨灰霉病菌为供试病原菌, 利用牛津杯法测定菌株L-1无菌发酵液拮抗活性的稳定性.利用Pacbio RSII三代测序技术测定L-1的全基因序列, 将全基因序列与基因蛋白质序列数据库进行BLAST比对分析, 预测菌株L-1可能产生的次生代谢产物及潜在的作用机制.[结果]菌株L-1对梨灰霉和青霉病菌的活体抑制率分别为92.88％和77.47％, 能引起病原菌菌丝膨大、畸形.菌株L-1在含10％Na Cl的培养液中仍能正常生长, 其无菌发酵液耐高温、酸、碱、紫外照射和蛋白酶降解, 对病原菌具有稳定的拮抗活性.全基因序列分析结果显示菌株L-1有112个基因参与了多种碳源的代谢, 可以利用多种碳源进行生长;含有参与亚精胺、海藻糖等与菌株抗逆性相关化合物合成的基因;次生代谢产物预测结果显示:L-1含有合成surfactin、fengycin、bacillibactin、bacillaene、macolactin、difficidin、bacilysin等多种肽聚糖和聚酮糖类抗性化合物的基因簇, 以及能够降解病原菌细胞壁的β-1, 3-葡聚糖酶和几丁质酶相关的基因;此外菌株L-1含有生成乙偶姻等能够诱导植物抗性的基因.[结论]菌株L-1能有效拮抗多种梨果采后病害, 抗逆性强, 拮抗活性稳定, 预测菌株L-1能够通过产生多种拮抗活性化合物和细胞壁水解酶类以及诱导植物抗性实现防病效果, 具有很大的应用潜力.

[背景]磷酸泛酰巯基乙胺基转移酶(PPTase)催化非核糖体肽合成酶(NRPS)中肽酰载体蛋白(PCP)从无活性的脱辅基形态转化为有活性的全辅基形态,从而启动非核糖体肽类化合物的生物合成.[目的]鉴定贪婪倔海绵共生萎缩芽孢杆菌C89中Sfp型PPTase Bap,验证Bap激活NRPS中PCP的能力.[方法]通过BLAST和氨基酸多序列比对鉴定萎缩芽孢杆菌C89中Sfp型PPTase Bap.将bap基因在sfp基因突变株枯草芽孢杆菌168中异源表达,通过重组菌枯草芽孢杆菌168-bap的代谢物检测非核糖体肽类化合物Surfactin.[结果]Bap为Sfp型PPTase,检测到重组菌枯草芽孢杆菌168-bap中Surfactin的产生.[结论]本研究为海洋萎缩芽孢杆菌中NRPS基因簇的异源表达奠定了基础.

表面活性素(Surfactin)是芽胞杆菌属(Bacillus sp.)代谢产生的脂肽类生物表面活性剂,是由非核糖体肽合成酶(NRPS)催化而得的一种次级代谢产物.由于surfactin具有稳定性好、可被降解、表面活性好等理化性质以及抑菌、抗肿瘤等生物活性,在医药、农业、食品、化妆品、石油开采等方面都具有很大的应用潜力.但是,天然菌株产率低、生产成本高等特点限制了surfactin的规模化应用.本文对surfactin的合成机理进行了简要阐述,并针对目前提升surfactin产量和改变结构组分的4种定向改造策略(启动子工程、强化外排分泌、改造NRPS结构域和脂肪酸链合成酶系)进行了综述,最后对surfactin的研究方向进行了展望.

旨在获得纳豆芽孢杆菌和暹罗芽孢杆菌种间融合高产Surfactin的新菌株.以纳豆芽孢杆菌和暹罗芽孢杆菌为亲本菌株,通过制备纳豆芽孢杆菌和暹罗芽孢杆菌的原生质体,采用PEG介导的双亲灭活标记法融合原生质体,拟融合子通过PCR鉴定、CPC-BTB法高通量筛选、HPLC复筛以及融合菌株的稳定性验证获得高产Surfactin的新菌株.研究结果表明纳豆芽孢杆菌和暹罗芽孢杆菌的原生质体制备最佳酶解浓度分别为0.25 mg/mL和0.2 mg/mL,最佳酶解时间分别为25 min和20 min,其原生质体得率分别为83.1％ 和84.3％.两者的原生质体融合条件为:纳豆芽孢杆菌紫外灭活80 min,暹罗芽孢杆菌85℃热灭活40 min,融合体系为50％ 的PEG6000在38℃下融合时间15 min.获得了遗传稳定的融合菌株F8,该菌株Surfactin产量相对于纳豆芽杆菌提高了33.3％,暹罗芽孢杆菌提高了60％.

[背景]贝莱斯芽胞杆菌(Bacillus velezensis) HN-Q-8菌株是本实验室前期获得的能有效拮抗立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)的生防细菌. [目的]明确贝莱斯芽胞杆菌HN-Q-8菌株的抑菌活性物质.[方法]采用菌丝生长速率法检测其发酵液对5种马铃薯病原菌的拮抗能力以及稳定性,利用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术对HN-Q-8菌株活性物质进行鉴定.[结果]HN-Q-8菌株对立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、尖镰孢菌(Fusarium oxysporum)、茄链格孢(Alternaria solani)和致病疫霉(Phytophthora infestans)具有良好的抑菌活性,抑菌率可达50％-90％.发酵液分别经紫外照射35 min、自然光照射10h以及100℃高温处理后,相对抑菌率分别为74％、92％和98％;发酵液的抑菌活性不受胰蛋白酶和蛋白酶K的影响;但不耐强酸、强碱,其适宜pH为4.0-10.0,表明HN-Q-8菌株活性物质具有良好的稳定性.活性成分能使立枯丝核菌菌丝形态畸形扭曲,从而抑制立枯丝核菌的生长,经鉴定活性物质为丰原素(fengycin)和表面活性素(surfactin).[结论]贝莱斯芽胞杆菌HN-Q-8菌株发酵液具有较好的稳定性和较强的抑菌活性,具有良好的开发价值和应用前景.

表面活性素(surfactin)是一种环脂肽型生物表面活性剂,具有卓越的表/界面活性,能够显著降低水的表面张力,表现出良好的抗真菌、抗病毒、抗肿瘤、杀虫和抗支原体等生物活性,在医药、农业、食品、日化、石油开采等领域具有很大的应用潜力,但高昂的成本和缺乏竞争力的应用领域使其难以真正地实际应用起来.多年来,大量的研究工作在于促进其工业化应用.综述了surfactin的结构、特性及发酵生产,同时系统的比较和总结了surfactin在抑菌方面的应用研究.