放线菌024菌株种类鉴定及其所产抗生素的纯化技术和结构分析
详细信息    本馆镜像全文|  推荐本文 |  |   获取CNKI官网全文
摘要
从针对防治小麦纹枯病的100多种生防放线菌中,筛选出了目标放线菌024。对它的菌种的初步鉴定、初始发酵条件与最适发酵条件进行了探索,找到了适合该菌大量产生抗生素的发酵条件(装液量100ml/250ml,黄豆饼浸液培养液发酵培养,初始PH7.0,转速170r/min,28℃培养,培养时间4d)及其它影响因子,包括PH值、温度、金属离子等,本文主要对该菌株种类鉴定及其所产抗生素的纯化技术、结构分析等方面进行了研究。
    采用经典鉴定方法和分子分类方法对放线菌024进行了鉴定,结果表明,放线菌024属于链霉菌属,并且和淀粉酶产色链霉菌(Streptomyces diastatochromogenes)、疮痂病链霉菌(Streptomyces scabies)两个种有99%的同源性;024菌株的形态及培养特征与Streptomyces diastatochromogenes基本一致但略有不同,生理生化测定也有所差异,所以确定放线菌024是链霉菌属Streptomyces diastatochromogenes的一个变种。
    抑菌谱测定表明放线菌024的发酵液对多种植物病原菌,如:苹果炭疽病菌(Colletotrichum gloeosporioides)、小麦赤霉病菌(Fusarium gramiaearum)、小麦根腐长孺孢(Helminthosporium sativum)、棉花黄萎病菌(Verticillium dahliae) 、山药炭疽病菌(Colletotrichum gloeosporioides)等有良好的抑制效果。
    放线菌024的发酵物质—抗生素纯化研究结果表明,通过发酵培养、过滤、浓缩、灭菌、离心等预处理,然后用甲醇浸取,上清夜上氧化铝和硅胶柱层析即连续柱层析可以有效地对抗生素进行纯化。氧化铝柱层析中用丙酮、丙酮+甲醇(1:1)、甲醇各150ml作为洗脱液;硅胶柱层析中用甲醇:水(1:1)250ml作为洗脱液。在连续柱层析
    
    
    收集的洗脱液中,有两个区段对禾谷丝核菌(Rhizoctonia cerealis)有较好的抑菌活性,水浴锅中挥发蒸干后得到粗提制品,该晶体对禾谷丝核菌有很强的抑菌活性。
    通过紫外吸收光谱、红外吸收光谱、核磁共振波谱(核磁共振氢谱、核磁共振碳谱)、质谱分析法对连续柱层析所得的晶体进行结构鉴定,结果表明晶体的主要成分是一种二聚糖,分子量382.6;另外有一种物质分子量1153.5, 有关结构正在分析中。
024 strain, which was screened from many Actinomycetes, inhibits Rhizotonia cerealis intensely which can cause Wheat sharp eyespot. Its initial and optimal fermentation condition of production of antifungal substance have been studied, and found the the optimal condition (the initial pH of medium 7.0, 100ml liquid medium in 250ml flask, fermentation temperature 28℃, 170rpm for 4 days, soybean cake culture medium) and other influencing factor such as the temperature, metal hydronium. This paper studied the identification of the 024-strain of Actinomycetes and the purification and structural analysis on its antibiotic.
    The 024-strain of Actinomycetes was idientified as a new species of the Streptomyces through the classical and molecular methods. The antifungal spectrum of 024-antibiotic includes many plantpathogenic fungi, such as Colletotrichum gloeosporioides, Fusarium gramiaearum, Helminthosporium sativum, Helminthosporium maydis, Verticillium dahliae, Colletotrichum gloeosporioides..
    Different extracting and purifing methods were taken, such as organic solvent extraction, alumina column chromatography and silica gel column chromatography etc.. The effective approach was found that, first, the 024-antibiotic was dealt with the primary methods—fermentation, filtration, condensation, disinfection and so on, then it can be purified by methyl alcohol soaking, alumina and silica gel column
    
    
    chromatography. The acetone, methyl alcohol, germfree water and their mixed liquor were used in different column chromatography. In the continuous column chromatography (alumina and silica gel column chromatography), there are two part which have antifungal effect on Rhizotonia cerealis . After the evaporation, we get the crystal of this antibiotic, which has strong antifungal effect.
    Through the advanced equipment ,such as ultraviolet radiation, infrared, the crystal of this antibiotic was identified.The result shows that the primary component is a sort of disaccharide and its molecular weight is 382.6, otherwise there is the other substance, whose molecular weight is 1153.5 and its structure is been studying.
引文
陈延熙,唐文华,张敦华等. 我国小麦纹枯病病原学的初步研究. 植物保护学报,1986,13(1):39-44
    马玉萍, 张来振, 潘长虹等. 小麦纹枯病对产量构成因素影响的探讨及防治对策. 青海农林科技,2000,(3):13,58
    Blair I D. Studies on the growth in soil and the parasitic action of certain Rhizoctonia solani isolates from wheat. Can. J. Res.,1942,20:174-185
    檀根甲,季伯衡. 小麦纹枯病研究进展(综述). 安徽农业大学学报,1998,25(1):70-75
    李斯深,刘爱新,李强等. 小麦纹枯病抗性研究进展. 山东农业大学学报,1999,30 (1):85-90
    李洪连,宋家永,吕国强等. 河南省小麦纹枯病发生规律及综合防治技术研究. 麦类作物,1999 ,19(5):57-60
    刁春友,李希平,韩 梅等. 江苏省麦类纹枯病历史发生情况回顾和影响因素探讨. 植保技术与推广,1999 ,19(1):11-14
    李华荣.丝核菌 (Rhizoctonia) 属真菌的分类学进展. 国外农学——植物保护,1980,(4):9- 14
    Anderson NA. The genetics and pathology of Rhizoctonia solani. Ann. Rev. Phytopatbol. 1982,20:329-347
    Ogoshi A. Ecology and Pathogenicity of Anastomsis and Intraspecific groups of Rhizoctonia solani Kühn. Ann. Rev. Phytopathol. 1987,25:125-143
    陈延熙. 我国小麦纹枯病原学的初步研究. 植物保护学报, 1986, 13 (1 ) :39-44
    张穗. 河南省小麦纹枯病病原分类—毒性和品种 (系 )抗病性鉴定的研究. 见 :全国主要粮棉作物病虫草鼠害综合防治关键技术研究.北京 :中国科学技术出版社 , 1993 ,33-38
    Ogoshi. Studies on the taxonomy of the genus Rhizoctonia. Ann. Phytopath. Soc Japan, 50:309-309
    Rytas Vilgalys. Ribomal DNA restriction fragment length poly motphismin Rhizoctonia solani. Phytopathology,1990,80(2):151-157
    Sherwood RT. Morphology and physiology in four anastomosis groups of Thanatephorus cucumeris. Phytopathology,1969,59:1924-1929
    Glynne M D,.Rirchie W M. Sharp eyespot of wheat caused by Corticiym (Rhizoctonia) solani. Nature, 1943, 152 -161
    Glynne M D. Sharp eyespot as a severe disease of oats. Nature,1950,166:32
    Bruehl G W. Rhizoctonia solani in relation to cereal crown and root rot. Phytopathology, 1951, 41:375-377
    Parmeter J R, Jr. Sherwood R T, Platt W D. Anastonosis group of among isolates of Thanatephorus cucumeris. Phytopathology,1969,59:1270-1278
    Sern G H,Jones J P.Sharp eyespot of wheat in Arkansas caused by Rhizoctonia solani.Plant Dis.Rep.1978,62:56-60
    
    Boerema G H,Vander Hoeren A A.Checklist for scientific names of common parasitic fungi.Series 26:Fungi on field crops:Cereals and grasses.Neth.J.Plant Pathol,1977,83:165-204
    颜思齐, 吴帮承, 唐显富等. 禾谷类作物纹枯病研究I:水稻、玉米、小麦纹枯病和棉花立枯病四者之间的关系. 植物病理学报,1984;14(1): 25-32
    夏正俊,李清铣. 江苏省大、小麦纹枯病病原学的初步研究. 植物病理学报,1989;19(3):135-139
    赵桂东,李清铣. 江苏大麦纹枯病菌的种类、分布及致病性的研究. 植物病理学报,1993;23(1):17-22
    吴帮承,颜思齐. 四川省小麦纹枯病菌系研究. 西南农业大学学报,1993;15(2):125-128
    Hollisns T W, Scott P R. Difference between wheat cultivars in resistance to sharp eyespot caused by Rhzoctonia cerealis. Tests Agrochem Cult, 1985(6 ) :166 -167.;
    石明旺, 徐明富, 赵启学等. 小麦纹枯病田间流行动态模糊聚类分析. 植物病理学报 , 1997(3 ) :25-27
    鞠国钢, 胡荣利. 小麦纹枯病田间消长及综合防治技术. 植保技术与推广, 1998, 1 8(1 ) :13-14
    游福欣,陈润玲.我国小麦纹枯病的研究进展.河南科技大学学报,2003,23(1):46-50
    陈延熙. 小麦纹枯病的分布与防治,见 :陈延熙主编 .植物病害生物防治论文集 .北京 :北京农业大学出版社, 1985
    钱显明. 小麦纹枯病的生物防治 [硕士学位论文]. 南京 :南京农业大学植保系, 1990
    张学君, 刘焕利, 潘小玖等. 小麦纹枯病生防菌株B3产生抗菌物质条件研究. 南京农业大学学报, 1995, 18(1 ) :2 6-30
    王金生,张学军等.小麦纹枯病生防菌株的筛选及小区试验.生物防治通报,1993,9(3).-102-105
    王怀训,王开运,姜兴印等. 敌力脱防治小麦纹枯病药效评价. 农药科学与管理,2000,21(2):25-26
    Marsh U H W. Evaluation of fungicides for the control of sharp eyespot infection of wheat,Testsof agrocmicals and cultivars of aab. 1984,104(5):46- 47
    Barnes G N. Control of eyespotwith formulations of prochloraze and carbendazim, Med Fec. L and-bouww, Rijksuniv Gent,1983,48(3):559- 564
    江苏省麦类纹枯病综合防治研究协作组. 麦类纹枯病发生规律及其综合防治技术研究专辑. 江苏农业科学, 1993, 增刊 1:21
    中国医药工业总公司,抗生素工业生产编写组. 抗生素工业生产(上、下册);1986
    Dekker, J. 1971 . World Review of Pest Control. 10 :9-23
    Hamao U. etal. 1965. J. Antibioyics ser. A1 8 (2 ) :101 -103;
    Suzuri S. et al. 1965. J. Antibiotics ser. A1 8 (2 ):131
    中国药学会抗生素学会,中国化工学会生物化工学会. 全国农用抗生素学术会议论文集, 杭州 , 1991
    沈寅初,农用抗生素研究开发新进展. 植保技术与推广,1997 ,17(6):35-37
    Ohta, N. et al. 1969. Abstracts, Annual Meeting, Agricultural Chemical Society of Japan, Tokyo, P 15
    Yamaguchi H. et al. 国外医药 (抗生素) 分册. 1990,11 (2 ) :137-141
    包建中,古德祥编. 中国生物防治. 山西太原:山西科学技术出版社,1996
    
    仝赞华,王学士. 农抗120组分A′对几种作物病原真菌抑菌活性的研究. 中国生物防治,1995,11(9):106-109
    韩巨才,刘慧平,高计青等. 农抗120对西瓜枯萎病作用方式的研究. 山西农业大学学报,1995,15(2):122-125
    中国农科院生防所, 中国药学会抗生素专业委员会. 全国部分省市农抗科研工作座谈会论文集, 大连 , 1992
    蒋细良,谢德龄,倪楚芳. 中生菌素的抗生作用. 植物病理学报,1997,27(2):133-138
    孔建,张桂芬,申效诚等. 中生菌素对水稻白叶枯病的防治技术研究. 生物防治通报,1994,10(1):25-27
    向固西,胡厚芝,陈家任等. 一种新的农用抗生素—宁南霉素. 微生物学报,1995, 35(5) :368-374
    蒋振海,黄友亮,万中义等. 新抗生素B-3543(杀枯肽 )的研究. 中国农业科学,1996, 29(6):89-91
    沈寅初,张一宾编.《生物农药》.北京:化学工业出版社2000
    邬行彦,熊宗贵,胡章助.《抗生素生产工艺学》.北京 :化学工业出版社, 1982
    Kwak JW, Kim K S, and Dewey D Y. Production of Rosamicin:Improvement of synthetic medium. Applied and Environmental Microbiology, 1983 , 45(1):350-353
    方金瑞.《抗生素》.北京:科学出版社,1988
    熊宗贵.《发酵工艺原理》.北京:中国医药科技出版社,1995
    朱昌雄,宋培国,蒋细良等. 中生菌素高产菌株发酵条件的研究. 中国生物防治, 1997,13(3 )114-117
    张嗣良,梁学贤. 我国生物及制药过程控制与装备技术的发展趋势与今后发展设想. 医药工程设计杂志, 2002,23(1):3-4
    童海宝.《生物化工》.北京 :化学工业出版社,2001
    周艳芬, 潘延云, 张贺迎. 絮凝剂在青霉素酰化酶提取中的应用. 河北农业大学学报,2002,25(1):69-71
    邵琼芳,董明. 洁霉素发酵液净化技术研究. 江西化工,2001(2):38-40
    毛忠贵.《生物工业下游技术》.中国轻工业出版社,1999
    李锡源,栾宝林,韩贵安. 超滤法在抗生素提炼中的应用. 水处理技术,1996 ,22(4):213-216
    李十中, 王淀佐, 胡永平. 抗生素提取过程中溶剂萃取技术新方法—超滤 /萃取法. 中国抗生素杂志,2000,25(1):12-15.
    楼福乐, 毛伟钢, 陆晓峰. 超滤技术在制药工业中除热原的应用. 膜科学与技术, 1999, 19(3):8-12
    潘杰,李佐虎,秦德华. 双水相技术在抗生素分离中的应用. 生物工程进展,1999, 19(2):48-51
    祁彦,黄骏雄. 置换色谱及其在生物分子分离纯化中的研究进展. 化学进展,2001 13(4):294-302
    Hu Changqin, et al. The chromatographic behaviour of cephalosporins in gel filtration chromatography, a novelmethod to separate high molecular weight impurities. JPharm Biomed Anal, 1994, 12 :53-55
    胡昌勤,金少鸿,孙学兰. 离子对凝胶色谱法分离头孢菌素中高分子杂质. 中国抗生素杂志, 1990 , 15(5):357-362
    
    毛忠贵. 超临界流体萃取技术在生物、食品工业上的应用. 食品与发酵工业,1995 (1):66-71
    张治国, 王世展, 姜作禹等. 板式反渗透装置在链霉素生产工艺中的应用. 水处理技术, 1994, 2 0 (6) :349-351
    张伟, 林巍,费敏玲等. NP型复合纳滤膜在抗生素浓缩过程中的应用. 中国抗生素杂志, 1999, 24(2):99-101
    吴麟华. 分离膜中的新成员—纳滤膜及其在制药工业中的应用. 膜科学与技术, 1997, 17(5) :11-14
    蔡邦肖. 纳滤膜技术在螺旋霉素生产中的应用初探. 膜科学与技术, 1999, 19(5) :55-57
    孙玫, 甘士家喜, 尹德芳等. 纳滤膜技术在泰乐星提炼过程中的应用. 中国抗生素杂志, 2000, 25(3):172- 174
    张瑞华. 乳状液膜提取分离青霉素G的工艺状况. 江西师范大学学报, 1997, 21(3):217-223
    LikidisZ,SchugerlK.Recovery of penicillin by reactive extraction decanter. Biotechnol Bioeng,1989,30:1032-1040
    沈力人, 杨品钊, 吉炜青等. 液膜法萃取青霉素的研究. 膜科学与技术, 1997, 17(1):24-28.;
    胡昌勤,丁宏,赵嘉才等. 氨苄青霉素、羧苄青霉素中寡聚物的分离分析. 中国抗生素杂志, 1994, (19):210-214
    吕阳成, 骆广生, 戴猷元. 中药提取工艺研究进展. 中国医药工业杂志,2001,32(5):232-235
    胡庆堂,李佐虎.微生物农药生产技术进展;生物工程进展,1995,VOL15,NO.4
    林璧润等.半合成农用抗生素.中国生物防治,1999,15(4)174-177
    中国医药工业总公司《抗生素工业生产》编写组,抗生素工业生产(上、下册);1986
    方金瑞等,《抗生素》;科学出版社,1988
    周德庆主编,《微生物学实验手册》,上海科学技术出版社;1986.
    刘约权等,《实验化学》(上下册),高等教育出版社;2000.
    陈定一等,《分析化学》,上海科学技术出版社;1985.
    谢晶曦编著,《红外光谱在有机化学和药物化学中的应用》,科学出版社;1987.
    R.M西尔弗斯坦;G.C巴斯靳等;姚海文,周同惠译;《有机化合物光谱鉴定》;1988.
    HanoT, OhtakeT, Matsumo M, et al. Application of a liquid surfactant membrane of the recovery of penicillin G[J]. J Membr Sci,1993,84:271-278
    ShoopWL, MorzikH, FisherMH. Structure and activity of avermectins and milbemycins in animal health[J].Veterinary Parasitology,1995,59:139-156
    Mckellar Q A. Developments in pharmackinetics and pharmacodynamics of anthelmintic drugs. Journal of Veterinary Pharmacology and Therapeutics., 1997,20(suppl.1):10-11
    Mckellar Q A. Benchaoui H A. Avermectins and milbermycins Journal of Veterinary Pharmacology and Therapeutics, 1996,19:331-351
    Bwenderoth, Crentzea, Eammermann, et al. [P] Oximethers and fungicides containing them, EP253213, 1988, BASF
    Uschirmer, S karbach, E H Pommer, et al. [P] Acrylic acid esters and fungicides containing these comounds, EP226917, 1987, BASF
    Uschirmer, Skarbach, E H Pommer, et al. [P] Acrylic acid esters and fungicides containing these comounds, EP203608, 1986, BASF
    
    Eammermann, Glorenz, Kschelberger, et al. [B] Brighron Crop Pretection Conference:Pests and Disease-1992, Vol:403 British crop Protection Council, Farnham, U.K.
    Waksman S A. The Actinomyletes:A summary of current knowledge[M]. New York: The Ronald, 1967
    阎逊初.《放线菌的分类和鉴定》.北京:科学出版社,1992
    中科院微生物所放线菌分类组.《链霉菌鉴定手册》.北京:科学出版社,1975
    Goodfellow M, William S T, Mordarski M. Introduction to and importance of Actinomyces[A]. In:The Biology of The Actinomycetes (eds.) Goodfellow M, Mordarskil M, William S T.Academic Press, 1984,1-5
    Lechevealier M P, Lechevealier H A. A University Laboratory Approach. In:Dieta A, et al,Actinomyces Taxonomy. Arlington:SIMSpec,Publ, 1980,No6: 277-284
    伯杰.《细菌鉴定手册(第八版)》.北京:科学出版社,1984
    Minnikin, et al. Mycolic acids in the classification of nocardioform bacteria[A]. In:Nocardia and Streptomyces Gustar Fischer Verlag Stuttgart.New York,1978,63-66
    阮继生,刘志恒,梁丽糯等.《放线菌研究及应用》.北京:科学出版社,1990
    马邦亚,杨俊,曹支敏. 放线菌分类研究的历史与现状. 西北林学院学报,1999,14(3)
    张利平,陈冠平. 放线菌化学分类学的现状及发展趋势. 微生物学报,1997,24(5):30-31
    阮继生,郎艳军,石彦林等. 不同放线菌属的化学与分子分类. 微生物学报,1994,34(3):241-244
    王意敏,刘志恒. 放线菌的多相分类. 微生物学报,1999,26(2):137-140