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(大連民族大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,遼寧 大連 116605)
從自然界尋找高效的能夠抗人類病原菌、動物病原菌的的化合物一直是研究者的熱點之一,如何從天然資源中篩選和研發(fā)新型的抗生素,也是最近研究的趨勢。海洋微生物由于生存環(huán)境具有低溫、高壓、黑暗等特殊性,可能會產(chǎn)生結(jié)構(gòu)新穎、作用機(jī)制獨特的活性代謝產(chǎn)物,因此成為了近年來研究的熱點之一[1-3]。
本實驗以9種人類和動物致病菌致病菌(大腸桿菌,金黃色葡萄球菌,白色念珠菌,弧菌,銅綠假單胞菌,沙門氏菌,肺炎克雷伯菌,屎腸球菌,鮑曼不動桿菌)為指示菌,研究海洋微生物的抑菌譜,并進(jìn)行鑒定,為進(jìn)一步研究其相關(guān)次級代謝產(chǎn)物以及其抗菌活性物質(zhì)奠定基礎(chǔ),其應(yīng)用前景廣闊豐富。
1.1.1 實驗材料
海洋沉積物樣品采集泥樣為中國第六次北極考察沉積物樣品。
指示菌:大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌、弧菌、銅綠假單胞菌、沙門氏菌、肺炎克雷伯菌、屎腸球菌和鮑曼不動桿菌,實驗室保藏。
1.1.2 試劑
PCR試劑,購自大連寶生物公司。其他生化試劑均為國產(chǎn)分析純。
1.1.3 培養(yǎng)基
LB培養(yǎng)基:酵母提取物5g,胰蛋白胨10g·L-1,瓊脂20g,氯化鈉5g,去離子水1000mL,pH約為7.0。
營養(yǎng)肉湯(NB)培養(yǎng)基:18g,瓊脂20g,去離子水1000mL,pH約為7.0。
腦心浸液肉湯(BHI)培養(yǎng)基:38.5g,瓊脂20g,去離子水1000mL,pH約為7.0。
MRS培養(yǎng)基:52.2g,瓊脂20g,去離子水1000mL,pH約為7.0。
1.1.4 儀器與設(shè)備
ZWY-A2102C雙層可編程恒溫?fù)u床,上海智誠分析儀器制造有限公司;BSA224S電子分析天平,賽多利斯科學(xué)儀器有限公司;RE-52A 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,上海亞榮生化儀器廠;SW-CJ-2FD 潔凈工作臺,蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司;MT-180B 生化恒溫培養(yǎng)箱,上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司;DHG-9070A 電熱恒溫干燥箱,上海精宏實驗設(shè)備有限公司;HVE-50 高壓滅菌器,日本HIRAYAMA公司。
1.2.1 海洋微生物的分離
菌株的分離采用涂布平板法,具體操作如下:稱取海洋沉積物樣品0.5 g,加入60%的海水4.5 mL,混勻后靜置2 h,取0.5 mL混合物,加入4.5 mL海水中,梯度稀釋成7個不同的濃度,取10-7至10-4的稀釋濃度,每個濃度取樣50 μL,用玻璃棒在培養(yǎng)皿上涂布。將培養(yǎng)皿放在培養(yǎng)箱中28 ℃培養(yǎng)1~2 d。然后用接種針挑取形態(tài)不同的單菌落,在培養(yǎng)箱中28 ℃培養(yǎng)2~3 d,分離出單菌落[4]。
1.2.2 制備海洋微生物粗發(fā)酵液
將菌株按0.1%的接種量接種到海水配制的200mL的LB培養(yǎng)基中, 搖床培養(yǎng)24h,(37℃,180 r/min),離心10 min(6000 r/min、4℃),取上清。然后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在50℃下旋蒸至干,用藥匙摳出,加入3mL超純水,將濃縮液經(jīng)0.22 μm無菌微孔濾膜過濾,得到粗發(fā)酵液。
1.2.3 抑菌譜的測定
采用瓊脂擴(kuò)散法測定發(fā)酵液對9種病原微生物(大腸桿菌,金黃色葡萄球菌,白色念珠菌,弧菌,銅綠假單胞菌,沙門氏菌,肺炎克雷伯菌,屎腸球菌,鮑曼不動桿菌)的抑菌活性。
6種常見病原微生物(大腸桿菌,金黃色葡萄球菌,白色念珠菌,弧菌,銅綠假單胞菌,沙門氏菌)應(yīng)用LB培養(yǎng)基;肺炎克雷伯菌應(yīng)用NB培養(yǎng)基;鮑曼不動桿菌應(yīng)用BHI培養(yǎng)基;屎腸球菌應(yīng)用MRS培養(yǎng)基。
微波爐將培養(yǎng)基融化后,室溫放置至40℃左右,接入100μL的病原微生物,輕搖混勻后倒平板,待平板凝固后用9mm的打孔器打孔,量取300μL海洋微生物的粗發(fā)酵液,加入打好的孔中,37℃培養(yǎng)24 h后,用游標(biāo)卡尺測量每個抑菌圈的直徑。實驗重復(fù)3次。
1.2.4 菌種的鑒定
將挑選的抑菌效果好的菌株進(jìn)行平板劃線法進(jìn)行活化,活化產(chǎn)物送到寶生物公司進(jìn)行鑒定。將測序結(jié)果在GenBank中,通過BLAST進(jìn)行比對,獲得相似度較高的序列。將此序列與所測序列通過ClustalX進(jìn)行比對,最后利用MEGA 6.0軟件,構(gòu)建出系統(tǒng)發(fā)育樹,以確定該菌株的分類地位[5]。
11株海洋細(xì)菌的抑菌譜測定結(jié)果如表1所示(注:打孔器直徑9mm)。由表1可以看出,65號菌株具有較廣的抑菌譜,對大腸桿菌,沙門氏菌,弧菌,銅綠假單胞菌,鮑曼不動桿菌表現(xiàn)為低度敏感;對肺炎克雷伯菌表現(xiàn)為中度敏感。
表1 抑菌譜測定結(jié)果匯總
注:+低敏;++高敏;+++極敏
將序列同NCBI基因庫里面記載的所有己測定生物的Nucleotide collection比較,根據(jù)供試系統(tǒng)發(fā)育樹可以看出,65號菌株為芽孢桿菌。
圖1 65號菌株的系統(tǒng)發(fā)育樹
本實驗采用瓊脂擴(kuò)散法研究了11種來源于北冰洋沉積物的海洋細(xì)菌對9種人類和動物致病菌(大腸桿菌,金黃色葡萄球菌,白色念珠菌,弧菌,銅綠假單胞菌,沙門氏菌,肺炎克雷伯菌,屎腸球菌,鮑曼不動桿菌)的抑菌譜。發(fā)現(xiàn)65號菌株具有較廣的抑菌譜,對大腸桿菌,沙門氏菌,弧菌,銅綠假單胞菌,鮑曼不動桿菌表現(xiàn)為低度敏感;對肺炎克雷伯菌表現(xiàn)為中度敏感。經(jīng)過鑒定,確定其為芽孢桿菌。
隨著畜禽規(guī)?;B(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展,大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌等已成為畜禽養(yǎng)殖場的主要病原菌,由這些病原性引起的疾病成為畜禽規(guī)?;B(yǎng)殖業(yè)的常見病[6-7]。而大腸桿菌、沙門氏菌、銅綠假單胞菌、肺炎克雷伯菌、鮑曼不動桿菌等也會引起人類的疾病。本實驗篩選出的65號菌株,來源于深海,有可能會產(chǎn)生不同于陸生微生物的特殊的抑菌活性物質(zhì)。具體有待于進(jìn)一步的研究。