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枸骨为冬青科常绿植物,也是传统中药之一,以干燥叶入药,其重要的药用价值和广泛的药理作用,越来越受到人们的重视。多年来,国内外学者对枸骨进行了广泛的研究,尤其是栽培、化学成分和药理作用方面作了较为深入的探讨,而对枸骨内生菌的研究少有报道。人们在药用植物内生真菌的次级代谢产物中陆续发现了紫杉醇等生物活性物质,其中某些产物与宿主的次级代谢产物相同或相似。由此可见,植物内生菌可以用来代替某些植物来生产植物药理活性成分。人们还发现内生真菌还含有与宿主植物不同的代谢产物,这样就更加拓宽了内生菌资源开发的道路。上述发现,使内生真菌代谢产物中活性物质多样性的研究受到广泛关注。
本研究以药用植物枸骨为实验材料,从其健康叶片组织中分离到一株具有抗芽孢杆菌活性的菌株IFB-GLP-4,该菌株发酵培养后产生了具有抗细菌活性的新骨架化合物Guignardones A、Guignardones B和其他多种新化合物(部分化合物具有一定的抗菌活性)。为探讨新骨架化合物的生物合成途径,提高此类化合物的产量,本研究对分离得到的菌株IFB-GLP-4通过形态学、分子生物学方法进行了鉴定,结果为芒果球座菌(Guignardia mangiferae),为该菌株的深入研究提供参考依据。同时,为成功用饲喂法研究新骨架化合物可能的生物合成途径,在此基础上通过生物合成途径控制策略诱导其产生结构新颖、活性显著的真菌次生代谢产物,对菌株IFB-GLP-4次生代谢产物Guignardones A的发酵工艺进行了如下研究:采用液体摇瓶发酵法研究了产生Guignardones A的最佳单因素条件,为其发酵条件优化的深入研究提供基础条件;借助Design expert7.1.3软件,采用Plackett-Burrman实验设计从众多考察因素中快速、有效地筛选出最为显著的三个因素,结合正交实验方法,确定响应面考察的重要因素。在上述研究基础上,集中考察了对Guignardones A产量有显著性影响的作用因子并通过响应曲面法(RSM)进行了互作分析,确定了最佳发酵条件,条件如下:30 g蔗糖、3 gNaNO3、0.25 g MgSO4、0.5 g KCl、0.02 g FeSO4·7H2O、1.25 g K2HPO4、1 g酵母膏、pH6.11、1000 mL蒸馏水。优化后的发酵培养基预测最高产量为3.398mg/L,使IFB-GLP-4的Guignardones A产量比优化前提高了4倍。此外,对化合物Guignardones A和Guignardones B的生物合成途径进行了初步研究。