Brevibacillus laterosporus BL-21和Bacillus subtilis HNDF2共培养抗菌代谢产物的分离及鉴定

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芽孢杆菌属的成员可以产生多种能抑制植物病原真菌生长的生物活性分子被称为是微生物工厂,并广泛应用于生物防治中。但是两种或多种芽孢杆菌共培养过程产生的活性物质及其在生物防治中的应用,研究报道较少。本文将侧孢短芽孢杆菌(Brevibacillus laterosporus)BL-21和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)HNDF2进行共培养,通过检测不同培养时间的共培养液和纯培养液的抗菌活性明确了共培养的发酵终点,并通过蛋白含量的测定、紫外吸收峰的测定和薄层层析法对不同培养时间的共培养液和纯培养液的代谢产物进行了对比分析。通过CM-Sepharose Fast Flow离子交换层析、Sephadex G-75、Sephadex G-25凝胶过滤层析和高效液相色谱从共培养代谢产物中分离出了对尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporium)具有抑菌活性的物质,并通过质谱的方法对抗菌活性组分进行了分子量的测定和生物信息学分析。并且对Sephadex G-25活性组分的稳定性及对尖孢镰刀菌的作用进行了研究。不同培养时间的共培养液和纯培养液的抗菌结果表明,48 h的共培养液对尖孢镰刀菌的抑菌圈直径为28.50±0.5 mm,BL-21纯培养液的抑菌圈直径为20.33±2.89 mm,HNDF2纯培养液的抑菌圈直径为9.33±2.31 mm,统计分析表明共培养液的抗菌活性显著高于两菌株的纯培养液,确定48 h为共培养的发酵终点。纯培养液与共培养液的对比分析表明,共培养液与BL-21纯培养液更为相似,且共培养液的蛋白质含量并不是简单的两种纯培养液蛋白质含量的加和。对共培养液的离子交换层析条件的研究结果表明,最适离子交换层析的条件为:选择CM-Sepharose Fast Flow作为填料,检测波长220 nm,洗脱速度1.0 mL/min,上样量35 m L,洗脱液终浓度1.0 mol/L,洗脱液总体积200 mL。共培养液经CM-Sepharose Fast Flow离子交换层析出现两个洗脱峰,其中活性组分出现在第二个洗脱峰前半部分。收集活性组分,经Sephadex G-75凝胶过滤层析后,出现一个洗脱峰,其中有抗菌活性的组分出现在洗脱峰的前半部分,活性组分经Sephadex G-25凝胶过滤层析后,出现一个洗脱峰,其中有抗菌活性的组分仍出现在洗脱峰的前半部分。将Sephadex G-25收集的活性组分经过HPLC分离,收集的活性组分再经HPLC分离,出现两个洗脱峰,对这两个洗脱峰的分子量进行测定,分别为1 304.604和1 292.730。MALDI-TOF-MS测序结果表明发现两个洗脱峰与已知蛋白质的序列相似性较低,推测是新物质。Sephadex G-25活性组分稳定性及对尖孢镰刀菌作用分析表明,Sephadex G-25活性组分对热不稳定,60℃活性下降了31.13%,80℃时活性消失;Sephadex G-25活性组分pH稳定性较好;Sephadex G-25活性组分用蛋白酶处理后,活性显著下降。尖孢镰刀菌经处理后,菌丝体色素外泄,孢子萌发率显著降低。
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