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目的:研究金银花内生真菌与其次生代谢产物之间的相关性,初步探讨不同产区金银花内生真菌与其地道性之间的相关性,利用内生真菌评价金银花的地道性;通过对产绿原酸菌株 XM20 培养及发酵条件的优化和诱变育种,筛选出稳定高产突变菌株,并对其进行分子生物学鉴定,确定其分类学地位。
方法:应用组织分离法对不同产区、金银花不同器官内生真菌进行分离和鉴定;采用 SPSS 聚类分析法对不同产区金银花内生真菌及其道地性进行评价;采用单因素和四因素三水平正交试验对发酵条件进行优化,通过紫外线诱变、NaNO2 诱变及复合诱变等方法筛选出高产突变菌株,结合高效液相色谱法对绿原酸含量进行测定。利用分子生物学方法对一株产绿原酸菌株 XM20 进行鉴定。
结果:
1 不同产区金银花内生真菌种群结构研究
对不同产区金银花种群结构进行研究,初步鉴定为 5 目、5 科、10属,金银花内生真菌以无孢菌科、曲霉属及链格孢属为优势种群,河南新密的金银花内生真菌种类最为丰富,在属的水平上和个体分离数量上均最多;其次依次为山东平邑,河南封丘和河北巨鹿,充分说明了金银花内生真菌在地理分布上具有一定的地域性和专一性。通过相关性分析,链格 孢属 与 金银 花有 效成 分 绿原 酸和 木犀 草 苷之 间均 呈显 著 正相 关( p<0.05),说明金银花内生真菌中链格孢属的存在与否可以影响促进的金银花中次生代谢产物的形成。
2 金银花内生真菌代谢产物研究
通过对不同产地金银花内生真菌的分离和纯化,利用薄层层析法、紫外分光光度法及高效液相色谱法,发现不同产地金银花中内生真菌均存在可以产生绿原酸的菌株,但绿原酸含量有所差别,而以河南新密和封丘金银花中分离出的菌株产绿原酸含量较高。通过抑菌试验,筛选出具有高抑菌活性的菌株 XM20,能够对三种供试细菌(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌)表现出较好的广谱抑菌活性。
3 金银花内生真菌的诱变及发酵试验
采用紫外线诱变、NaNO2 诱变以及二者的复合诱变,对具有高抑菌活性的菌株 XM20 进行诱变育种,得到高产突变菌株 X-UH-8,对菌株X-UH-8 进行十次继代试验,结果表明菌株 X-UH-8 具有良好的稳定性,提示此菌株可以作为后期发酵试验的原始菌株,此外,通过对菌株 X-UH-8进行培养条件的优化,以菌丝干重和绿原酸含量为指标,筛选出了最佳固体培养基为马丁氏培养基,最佳液体培养基为马铃薯蔗糖培养基,单因素比较试验确定菌株 X-UH-8 发酵的最佳碳源为蔗糖、氮源为蛋白胨,培养温度为 30℃, pH 值为 7.0。通过正交试验优化菌株 X-UH-8 发酵条件,选择出的最佳发酵培养基为含蔗糖 2.5%,蛋白胨 0.3%,pH 值为 7.0,温度为 26℃,在此条件下,菌丝干重和绿原酸相对含量达到最大值,分别为 4.36g/L 和 0.4176mg/L.
4 金银花内生真菌的分子生物学鉴定
通过对供试菌株 X-UH-8 的 ITS 序列与 NCBI 数据库中有关序列进行BLAST 比对,结合形态学鉴定特征,确定菌株 X-UH-8 为链格孢属链格孢菌。
结论:通过对不同产区金银花内生真菌及其次生代谢产物的研究,明确了道地产区与非道地产区金银花的种群结构,为利用内生真菌从微观角度全面的评价金银花道地性及其内在品质提供了理论基础。结合内生真菌发酵及诱变试验,筛选出了稳定高产突变菌株,适合后期大规模发酵试验的进行。