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沙雷氏菌是一类重要的生防菌,研究发现沙雷氏菌可诱导植物产生系统性抗性,特别是能分泌多种抗生性代谢产物,如灵菌红素、硝吡咯菌素、水解酶(几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶)、大环内酯类抗生素、嗜铁素和脂肽等,抑制多种植物病原真菌生长。本次课题从烟草根际土壤中筛选到一株产红色色素粘质沙雷氏菌YD25,真菌对峙实验表明菌株YD25对尖孢镰刀菌、小麦根腐病菌、西瓜腐烂病菌、辣椒炭疽病菌、立枯丝核菌等具有较好的抑制作用。YD25对植物病原菌良好的生物抑制活性,促使我们对其相关活性代谢产物及其活性功能进行了深入的研究:(1)菌株鉴定:16S rDNA、rpoB序列分析表明YD25分别与粘质沙雷氏菌Serratifa marcescens subsp.sakuensis、粘质沙雷氏菌Serrati marcescens WW4 同源性最高,然而,16SrDNA系统进化发育分析发现菌株YD25与粘质沙雷氏菌并不聚成一簇;脂肪酸成分分析表明YD25细胞内脂肪酸主要成分为C16:O(含量为30.73%),经MIDI数据库比对,YD25与戴氏西地西菌(Cedecea davisae)相似度最高(SI=0.718);生理生化实验表明YD25能代谢阿拉伯糖和D-木糖,与粘质沙雷氏菌标准菌株不同;进一步结合YD25的形态学特征,确定本次筛选到的菌株为粘质沙雷氏菌家族中一个新的亚种。(2)菌株YD25活性组分分离和鉴定:提取菌体细胞中活性组分,利用活性追踪方法,采用硅胶柱层析对粗提物进行初步分离,滤纸片扩散法测试确定两个对致病菌枯草芽孢杆菌(BacillussubtilisA47)具有较好抑制作用的组分2和组分4;组分2经紫外光谱、ESI-MS等分析鉴定为灵菌红素(分子质量323.3 Da);组分4通过制备型HPLC进一步分离,活性跟踪,HPLC和ESI-MS分析确定了八个活性组分,命名为 sw-1、sw-2、sw-3、sw-4、sw-5、sw-6、sw-7、sw-8。其中 sw-3、sw-4、sw-5分子质量相同为731.2 Da,其余分子质量为703.3、717.3、745.4、757.2、759.3 Da,薄层色谱、MS/MS、进一步分析表明八个组分为环脂肽化合物;sw-5通过 NMR(1H-、13C-NMR,HMQC,HMBC,ROESY)进一步分析鉴定为serrawettin W2。(3)活性功能实验:选取实验室保藏的32株临床致病菌金黄色葡萄球菌(Staphylococcus auress)以及常见的9种致病菌,抑菌实验表明sw-5对藤黄微球菌(Micrococcus luteus)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、玫瑰色红球菌(Rhodococcus rhodochrous)抑菌活性较好,对9种金黄色葡萄球菌具有一定的抑制作用;同时sw-6对芽孢杆菌(Bacills subtils A47)抑菌效果很好。滤纸片扩法表明sw-5对立枯丝核菌和西瓜腐烂病菌具有一定的抑制作用。选取实验室保藏的多种肿瘤细胞系,MTT实验表明sw-5对Hela细胞具有较好的抑制效果,而对正常细胞影响较小。菌株YD25为首次报道的能够同时产灵菌红素和serrawettin W2类物质的粘质沙雷氏菌菌株,其产物良好的生物活性在生物农药和治疗领域方面具有潜在的应用前景。后续将关注灵菌红素和脂肽NRPS-PKS、NRPS生物合成机制及相应的调控机理,探讨两种产物在分子层面上的相关性,为改造菌株以及提高菌株合成两种产物的能力奠定基础。