解淀粉芽孢杆菌anti-CA菌株抗污损生物的研究

【摘要】海洋污损生物对海上平台和航海设备造成了很大的危害，严重阻碍人类海上经济和军事活动。大量研究发现，海洋生物污损的关键环节是由于污损微生物的附着引起的，因此，研究具有抗微生物附着作用的防污剂具有重要意义。早期的防污剂因毒性大、难降解等缺陷已逐渐被限制使用，而天然产物防污剂具有无毒害、对环境友好等优点，目前已经成为研究的热点。然而许多天然活性产物产量低、制备成本高、稳定性差，因此亟需寻找产量高、成本低和性质稳定的抗污损生物防污剂。解淀粉芽孢杆菌可以产生多种活性物质，抑菌谱广，且生产过程简便、产量高、活性物质稳定性强，已经引起人们的广泛重视。本实验室分离得到一株解淀粉芽孢杆菌（Bacillusamyloliquefaciensanti-CA），研究发现该菌株对常见污损细菌如蜡样芽孢杆菌（Bacilluscereus）、鳗弧菌（Vibrioanguillarum）、灿烂弧菌（V.splendidus）、哈维氏弧菌（V.harveyi）、交替假单胞菌（Pseudoalteromonassp.）和铜绿假单胞菌（Pseudomonasaeruginosa）均具有显著的抑菌活性。采用薄层层析（TLC）、柱层析、高效液相色谱分析（HPLC）和质谱分析（MS）对解淀粉芽孢杆菌anti-CA菌株发酵产物中的活性成分进行了分离纯化和结构分析，结果表明其活性成分为5个分子量分别为993、1008、1021、1035和1049的化合物。又通过液质联用（HPLC-MS）和二级质谱技术分析该组化合物的碎片峰，然后查询文献对比发现，该组化合物为一系列分子量分别相差14的环脂肽同系物，其结构由7个氨基酸残基组成的七肽环和侧链分别为相差1个C原子的脂肪烃链组成，且脂肪酸参与成环。属于表面活性素类（surfactin）环脂肽，命名为环脂肽6-2，发酵实验表明，该化合物产量约为0.6g/L。采用结晶紫染色法和共聚焦扫描显微镜（CLSM）方法研究了环脂肽6-2对污损细菌生物膜形成的抑制和清除活性，结果表明其可以有效抑制铜绿假单胞菌（P.aeruginosa）PAO1菌株和蜡样芽孢杆菌（B.cereus）生物膜的形成。有研究表明，生物膜中的多糖类成分对生物膜的形成有重要作用，采用荧光定量PCR方法测试了P.aeruginosaPAO1菌株的多糖合成关键基因PslC的表达水平发现环脂肽6-2可以降低PslC基因的表达量，表明该化合物对PAO1菌株的多糖合成具有抑制作用，进而影响到其生物膜的形成。海带和藤壶也是引起海洋生物污损的重要生物，研究了环脂肽6-2抑制海带孢子萌发活性和对藤壶幼虫的毒性，结果表明，环脂肽6-2可以有效抑制海带孢子的萌发，抑制效果为EC50=0.11μg/mL，对藤壶幼虫也有一定的毒性，LC50=2.1μg/mL。进行了实地挂板实验，结果表明环脂肽6-2含量为12.0%时的挂板具有一定的抗污损生物的效果。
【作者】宋博；
【导师】池振明；
【作者基本信息】中国海洋大学，微生物学，2014，博士
【关键词】解淀粉芽孢杆菌；环脂肽；抑菌；细菌生物膜；海洋污损生物；

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