枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)產(chǎn)生多種抗 菌次生代謝產(chǎn)物,被認(rèn)為是具有潛在的、能有效抑 制病原菌并促進(jìn)動(dòng)植物生長(zhǎng)的有益菌 ,具有很 高的農(nóng)用及醫(yī)用價(jià)值 。近年來(lái),隨著我國(guó)畜牧 養(yǎng)殖業(yè)不斷發(fā)展,抗生素飼料添加劑造成的負(fù)面 影響嚴(yán)重影響了畜牧業(yè)的健康發(fā)展??咕淖?為一種新型抗生素的替代品具有諸多優(yōu)點(diǎn),研發(fā) 和推廣綠色、安全、健康、可持續(xù)養(yǎng)殖發(fā)展的抗生 素替代品已成為研究方向。
LB培養(yǎng)基、Landy培養(yǎng)基 、PDA培養(yǎng)基為 國(guó)產(chǎn)分析純。
試驗(yàn)菌:4株枯草芽孢桿菌分別是GD株、SF-1 株、WT株和POC-4株,均分離自不同畜禽養(yǎng)殖場(chǎng) 周邊環(huán)境土壤,由大連三儀生物工程研究所保存。 指示菌:致病性大腸桿菌 O2、金黃色葡萄球 菌(ATCC25923)、啤酒酵母菌(ATCC9763)、雞白 痢沙門菌(CVCC2218)和桔青霉(AS3.2788)等標(biāo) 準(zhǔn)菌株,由中國(guó)微生物菌株保藏中心提供。
生物安全柜(Hfsafe-1800,上海力升科學(xué)儀器有限公司);電熱恒溫培養(yǎng)箱(DNP-9022,上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司);空氣浴振蕩培養(yǎng)箱 (HZQ-F160、HZQ-C,哈爾濱市東聯(lián)電子技術(shù)開 發(fā)有限公司);高速臺(tái)式冷凍離心機(jī)(TGL-20M, 長(zhǎng)沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司);旋渦混合器 (QL-866,江蘇海門市其林貝爾儀器制造有限公 司);凝膠成像系統(tǒng)(UVPGDS-8000,美國(guó) UVP 公司);高效液相儀(DIONEX U3000,美國(guó)DION? EX公司);液質(zhì)(LC-MS)聯(lián)用儀Agilent 6540(QTOF LC/MS,美國(guó)安捷倫公司);電熱恒溫鼓風(fēng)干 燥箱(DGG-9240A,上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公 司);電子天平(BS210S,北京賽多利斯有限公 司);精密 PH 計(jì)(PHS-3C,上海虹益儀器有限公 司);顯微鏡(XSZ-4G,重慶光電儀器有限公司); 雙槽玻璃層析缸(薄層色譜展開槽/展開缸)(P1- 2020,上海楚定分析儀器有限公司);全自動(dòng)立式 電熱壓力蒸汽滅菌器(YXQ-LS-S2,上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠)。
表面活性素(surfactin)(標(biāo)準(zhǔn)樣品,美國(guó)Sigma 公司);大孔樹脂(XAD-16,上海寶曼生物科技有 限公司);硅膠板(Silica Gel GF254 20 cm×5 cm, 上??婆d生物科技有限公司);5%茚三酮溶液(乙 酸∶正丁醇=5∶95),乙酸、正丁醇、甲醇、無(wú)水乙 醇、鹽酸、茚三酮等試劑(分析純或色譜純,國(guó)產(chǎn))。
將各指示菌分別采用相應(yīng)的固體平板培養(yǎng)基 進(jìn)行復(fù)蘇,37 ℃培養(yǎng)20 h(其中真菌采用28 ℃培 養(yǎng)36 h),再接種于裝有50 mL LB培養(yǎng)液的250 mL 三角瓶,37 ℃、180 r/min培養(yǎng)20 h(其中真菌采用 28 ℃培養(yǎng)36 h),取出并通過(guò)平板計(jì)數(shù)法分別測(cè)定 指示菌數(shù),并稀釋至1×106 cfu/mL,4 ℃保存、備用。
將4株分離株枯草芽孢桿菌分別在LB平板上 活化,37 ℃培養(yǎng)20 h,分別取活化的單菌落轉(zhuǎn)接于 裝有50 mL LB培養(yǎng)液的250 mL三角瓶中,置37 ℃, 180 r/min,培養(yǎng)20 h。分別將各枯草芽孢桿菌再轉(zhuǎn) 種到裝有500 mL Landy培養(yǎng)液的3 000 mL三角瓶 中,接種量為5%,置32 ℃,180 r/min培養(yǎng),備用。
取各分離株枯草芽孢桿菌24 h發(fā)酵液進(jìn)行處 理,采用管碟法 ,對(duì)致病性大腸桿菌、沙門菌,金 黃色葡萄球菌、啤酒酵母菌、青霉素等指示菌分別 抑菌效果檢測(cè),設(shè) 3 個(gè)重復(fù),1 個(gè)培養(yǎng)基陰性對(duì) 照,1個(gè)陽(yáng)性對(duì)照(革蘭氏陽(yáng)性菌采用桿菌肽鋅、 革蘭氏陰性菌采用硫酸黏桿菌素、真菌采用兩性 霉素,配置濃度參照中國(guó)藥典規(guī)定配制),觀測(cè)各 芽孢桿菌代謝產(chǎn)物的抑菌譜。
結(jié)果顯示,不同分離株的枯草芽孢桿菌產(chǎn)生 的抑菌圈不同,同一分離株枯草芽孢桿菌對(duì)不同 指示菌的抑菌圈大小也不同;從抑菌圈來(lái)看,對(duì)真菌效果較好(20 mm左右),對(duì)革蘭氏陽(yáng)性葡萄球 菌抑菌效果明顯(≥ 20 mm),好于革蘭氏陰性菌抑 菌效果(D≈ 15~20 mm之間),其中分離株(GD)抑 菌圈達(dá)到20 mm,好于對(duì)照組。初步確 定GD株作為后續(xù)研究菌株。結(jié)果顯示:硅膠板經(jīng)過(guò)層析后,直接噴灑茚三 酮染色劑后加熱,樣品及標(biāo)品表面活性素在相應(yīng) 部位均沒(méi)有顯示,說(shuō)明樣品和標(biāo)品中均沒(méi)有游離 氨基酸存在,分子結(jié)構(gòu)均為環(huán)狀結(jié)構(gòu);采用濃HCl 進(jìn)行原位水解后,在相應(yīng)部位能見到標(biāo)品及樣品 的痕跡,再用茚三酮染色后,在對(duì)應(yīng)位置處樣品和 標(biāo)品均能顯色,說(shuō)明樣品和標(biāo)品中已有游離氨基 酸存在,環(huán)狀分子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)均已經(jīng)打開。薄層板上樣品與標(biāo)品兩個(gè)顯色斑點(diǎn)所處的位置 比較表明,它們遷移的速度一致。初步判斷該GD 株產(chǎn)生的抗菌產(chǎn)物與標(biāo)品屬于同一類脂肽化合物, 即表面活性素(urfactin)或表面活性素的同系物。
不同的芽孢桿菌產(chǎn)生的抗菌物質(zhì)對(duì)不同指 示菌有不同的抑菌效果,對(duì)同種指示菌也有不 同的抑菌活性;同種芽孢桿菌產(chǎn)生的抗菌物質(zhì)對(duì)不同指示菌有也有完全不同的抑菌效果。根據(jù)研 究資料顯示,枯草芽孢桿菌、淀粉液化芽孢桿菌 (B. amyloliquefaciens) 、短小芽孢桿菌(B. pum? ilus) 、地衣芽孢桿菌(B. lichemformis) 、蠟樣芽 孢桿菌(B. cereus)、蘇蕓金芽孢桿菌(Bacillus thuringiensis) 、類芽孢桿菌(Paenibacillus)和 環(huán)狀芽孢桿菌(Bacillus circulan)等均能產(chǎn)生抗 菌物質(zhì),產(chǎn)生的抗菌物質(zhì)是否類似、以哪一種為主 要組分,有待于進(jìn)一步研究。
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