禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)真菌毒素及其生物活性的研究

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本研究由采自于黑龙江省帽儿山脚下水稻田的染病水稻叶片中分离得到一株病原菌SDH,经过形态学观察以及ITS序列比对分析,确定其为禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)。在对菌株SDH的发酵过程中加入小分子表观遗传学试剂烟酰胺对其进行调控,并对其正丁醇提取物进行HPLC分析,发现保留时间在22.5 min时有新的色谱峰出现。推测由于加入组蛋白去乙酰化酶抑制剂烟酰胺,能够结合到组蛋白去乙酰化酶的活性位点,抑制该酶的活性,从而使组蛋白乙酰化水平升高,核小体结构松弛利于转录因子及协同转录因子与DNA分子的结合,提高转录水平激活沉默基因的表达。从而产生在正常环境中不会产生的次级代谢产物。通过采用正向硅胶柱层析、葡聚糖凝胶Sephadex LH-20柱层析、高效液相色谱HPLC等不同层析手段获得了目标单体化合物SDH-A,并利用核磁共振、质谱等波谱学技术分析并鉴定SDH-A为已知具有抗艾滋病活性的物质Integracide A。该物质最早由Brill等于1996年分离自小麦赤霉病菌代谢物,并发现其有抗HIV的作用。本研究通过加入表观遗传学试剂烟酰胺,使在一般生存环境中不产生Integracide A的菌株SDH在发酵过程中产生了该抗病毒物质。同时经过试验得出Integracide A产量最高的条件为加入烟酰胺使其终浓度为120μmol/L,同时在发酵第3天加入大孔吸附树脂AB-8 1.5 g/100 m L。在此条件下Integracide A产量可达到101.05±3.52 mg/L。此外,在加入大孔吸附树脂的实验过程中,摸索得到了快速分离SDH-A的方法:吸附发酵液的大孔吸附树脂AB-8,依次用蒸馏水,30%、60%、90%、100%乙醇分别淋洗两个柱体积,接着将90%乙醇洗脱组分用sephadex根据分子量分离,流动相为甲醇,之后可进行HPLC制备,分离得到的Integracide A。除已被报道的抗HIV活性外,本实验通过双层平板打孔药剂扩散法对三株供试细菌进行了抗菌活性的定性分析,结果表明Integracide A对枯草芽孢杆菌和花生平枯病菌表现出良好的抑菌作用,但对大肠杆菌无明显的抗菌活性。本研究通过加入小分子表观遗传学试剂烟酰胺使在正常条件下不产生Integracide A的菌株SDH产生了该活性物质,并通过试验得出提高产量的具体方法,同时得出快速分离纯化的流程,为Integracide A的进一步研究打下了坚实的基础。
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