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      茅山地區(qū)蟬花菌株的分離及其多糖生物活性的研究

      2015-06-15 07:55:37陳成許佳偉孫細(xì)涓賈俊強(qiáng)桂仲爭(zhēng)
      江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2015年4期
      關(guān)鍵詞:抑菌作用分子鑒定多糖

      陳成+許佳偉+孫細(xì)涓+賈俊強(qiáng)+桂仲爭(zhēng)

      摘要:對(duì)采自江蘇句容茅山地區(qū)的蟬花進(jìn)行組織分離,獲得1株組織分離菌株,運(yùn)用rNDA ITS區(qū)段對(duì)分離菌株進(jìn)行分子生物學(xué)鑒定。結(jié)果表明,該菌株為蟲草屬類的被孢霉屬菌株,命名為JR_cds1。蟬花中蟲草素含量顯著高于蠶蛹蟲草和冬蟲夏草。通過(guò)水提醇沉以及Sevage法除蛋白等方法提取蟬花多糖,研究其生物學(xué)活性及抑菌作用,結(jié)果顯示,該蟬花多糖具有較高的清除DPPH自由基活性,高的Fe2+ 螯合能力,抑制血管緊張素轉(zhuǎn)化酶(ACE)的活性;對(duì)大腸桿菌(G-)和枯草芽孢桿菌(G+)以及鏈格孢屬真菌顯示較好的抑菌效果。

      關(guān)鍵詞:蟬花;菌株分離;分子鑒定;多糖;抗氧化;抑菌作用

      中圖分類號(hào): Q936 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A

      文章編號(hào):1002-1302(2015)04-0347-05

      收稿日期:2015-01-27

      基金項(xiàng)目:國(guó)家公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(編號(hào):201403064)。

      作者簡(jiǎn)介:陳 成(1991—),女,碩士研究生,主要從事微生物資源利用研究。Tel:(0511)85616716;E-mail:317657686@qq.com。

      通信作者:桂仲爭(zhēng),研究員,博士生導(dǎo)師,主要從事生物資源功能性利用研究。Tel:(0511)85616716;E-mail:srizzgui@hotmail.com。

      蟬花(Ophiocordyceps sobolifera)又稱蟬菌蟬蛹草,是麥角菌科真菌蟬擬青霉寄生竹蟬若蟲后的復(fù)合體,與冬蟲夏草相類似的蟲草[1],為名貴中藥材。蟬花是從單個(gè)或是2~3個(gè)蟬幼蟲頭部生長(zhǎng)出來(lái),約3.4 cm長(zhǎng),從頂端開花分枝(如圖1)。秋季來(lái)臨,蟬鉆入土中,逐漸變成蟬蛹,在羽化前被蟲草類真菌寄生,在適宜的環(huán)境下開始萌發(fā)成菌絲體,吸收蟲體的營(yíng)養(yǎng),菌絲體從營(yíng)養(yǎng)階段轉(zhuǎn)化為有性階段,漸漸從頂端開花分枝,故而得名蟬花。蟬花主要分布在我國(guó)的四川、江蘇、浙江、福建以及安徽、云南東部。

      早在宋代唐慎微的《征類本草》,明朝李時(shí)珍的《本草綱目》以及之后的藥典都有蟬花功效的記載,蟬花的歷史記載比冬蟲夏草早800年,被稱為最古老的蟲草。蟬花與冬蟲夏草同屬于蟲草類中藥材,主要包含的有效成分有:蟲草素、腺苷、蟲草多糖、蟲草酸等;蟬花含有16種氨基酸,其中人體必需氨基酸7種,蟲體與菌座游離氨基酸總量及水解氨基酸含量略低于冬蟲夏草[2]?!侗静菥V目》記載,該菌功同蟬蛻,可止瘧疾;《類證本草》中也提到蟬花能夠主治小兒驚癲、夜啼、心悸等[3]。國(guó)內(nèi)外研究表明,蟬花具有提高免疫力、抗疲勞、保腎、改善、睡眠、抗腫瘤、保肝、抗輻射和明目等多重作用。因此,蟬花可以作為冬蟲夏草的代用品,達(dá)到滋補(bǔ)養(yǎng)生的作用。但天然的蟬花非常稀少,野生金蟬花更稀奇珍貴,這限制了蟬花大量使用。不同地區(qū)不同生態(tài)環(huán)境采集的蟬花分離物,極具物種多樣性,它們?cè)谶z傳和形態(tài)上具有明顯的差異,故蟬花菌株的分離與鑒定是蟬花研究的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

      多糖是由許多單糖聚合而成的天然高分子化合物,是生命有機(jī)體的重要組成部分。已發(fā)現(xiàn)許多真菌多糖具有清除自由基、提高抗氧化酶活性和抑制脂質(zhì)過(guò)氧化的活性起到保護(hù)生物膜和延緩衰老的作用[4]。本研究對(duì)從江蘇省句容市茅山鎮(zhèn)竹林山區(qū)采取的蟬花菌株進(jìn)行分離鑒定,研究蟬花主要活性成分含量、蟬花多糖的抗氧化活性以及對(duì)細(xì)菌(大腸桿菌、枯草芽孢桿菌)和真菌(鏈格孢屬)的抑菌效果。以明確該蟬花菌株的基本生物學(xué)特性及其多糖的生物學(xué)活性,為進(jìn)一步開發(fā)蟬花提供依據(jù)。

      1 材料與方法

      1.1 蟬花及試驗(yàn)菌種

      野生蟬花采自江蘇省句容市茅山鎮(zhèn)竹林山區(qū),海拔約 150 m。試驗(yàn)用大腸桿菌(Escherichia coli)和枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)由筆者所在實(shí)驗(yàn)室保存;鏈格孢屬(Alternaria sp.)由筆者所在實(shí)驗(yàn)室從桑椹中分離并保存。

      1.2 試劑

      腺苷標(biāo)準(zhǔn)品和鼠李糖等為上海化學(xué)試劑公司進(jìn)口分裝,蟲草素標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)自常州大康保健藥品有限公司。

      Ezup柱式真菌基因組DNA抽提試劑盒、酵母膏、蛋白胨、氯化鈉、瓊脂、氯仿、正丁醇、濃硫酸、苯酚、1,1-二硝基-2-三硝基苯肼(DPPH)、維生素C、菲洛嗪、鐵氰化鉀、氯化亞鐵、EDTA均購(gòu)自Bio Basic有限公司。其他試劑均為分析純,購(gòu)于國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

      1.3 主要儀器與設(shè)備

      L-7420型高效液相色譜儀(日本東芝高技術(shù)公司)、RF-20A超高靈敏度熒光檢測(cè)器(島津國(guó)際貿(mào)易上海有限公司)、SY-601型超級(jí)恒溫水?。ㄌ旖蚴袣W諾儀器儀表有限公司)、AL104-IC型電子天平(上海梅特勒-托利多儀器有限公司)、H205DR-1型高速冷凍離心機(jī)(長(zhǎng)沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司)、WFZ-UV-2100型紫外可見分光光度計(jì)(上海尤尼柯儀器有限公司)、無(wú)菌超凈臺(tái)(上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司)、5424型臺(tái)式高速離心機(jī)(德國(guó)Eppenderf公司)、JD-801M型凝膠電泳圖像分析系統(tǒng)(江蘇捷達(dá)科技發(fā)展有限公司)、MG 96G型PCR儀(杭州朗基科學(xué)儀器有限公司)、GNP9270型隔水式恒溫培養(yǎng)箱(上海精密實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司)、LRH-250-Z型振蕩培養(yǎng)箱(韶關(guān)市泰宏醫(yī)療器械有限公司)、DHG-9143BS型電熱鼓風(fēng)干燥器(上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司)

      1.4 蟬花菌株的分離與鑒定

      1.4.1 組織分離 將新鮮蟬花分為菌膜、子座、菌核三部分進(jìn)行菌種分離。用滅菌后的解剖刀除去表皮,各部位切成(2~3) mm×(2~3) mm的組織塊,用0.1%的HgCl2溶液浸泡3~4 min,75%乙醇浸泡1 min進(jìn)行表面消毒,無(wú)菌水漂洗,無(wú)菌濾紙吸干。置于含氨芐青霉素的PDA平板上,25 ℃倒置培養(yǎng)。待組織塊周邊長(zhǎng)出菌絲后,挑菌落邊緣菌絲,移至新的培養(yǎng)基,純化菌株,獲得蟬花菌株,保存?zhèn)溆?。endprint

      1.4.2 菌株的形態(tài)觀察 將分離的菌株分別接種到沙氏、查氏和PDA培養(yǎng)基上,25 ℃培養(yǎng)3~4 d,觀察菌落顏色、大小、形狀及邊緣形狀。在顯微鏡下觀察菌絲有無(wú)隔,分生孢子梗,分生孢子大小、形狀等。

      1.4.3 菌株的分子鑒定 采用Ezup柱式真菌基因組DNA抽提試劑盒,對(duì)在PDA液體培養(yǎng)基上培養(yǎng)4 d的菌絲球抽提基因組DNA,采用真菌ITS區(qū)擴(kuò)增通用引物。(ITS1:TCCGTAGGTGAACCTGCGG,ITS2:TCCTCCGCTTATTGATATGC)對(duì)核糖體轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)ITS進(jìn)行PCR擴(kuò)增,擴(kuò)增條件為:94 ℃預(yù)變性5 min;94 ℃變性30 s,58 ℃退火30 s,72 ℃延伸1 min,共30個(gè)循環(huán);72 ℃延伸10 min。瓊脂糖凝膠電泳,檢測(cè)PCR擴(kuò)增產(chǎn)物,DNA膠回收試劑盒回收PCR擴(kuò)增產(chǎn)物,連接到 pMD-18T 載體,再轉(zhuǎn)化到大腸桿菌Top10細(xì)胞中,篩選陽(yáng)性克隆,送上海生工生物工程股份有限公司測(cè)序。獲得的ITS序列進(jìn)行Blast比對(duì),利用軟件ClusterX進(jìn)行多重序列比對(duì),軟件Mega中Neighbour-Joining方法(鄰接法,NJ)構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹,對(duì)分離菌株與Genebank 數(shù)據(jù)庫(kù)中登錄的近源菌株系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系進(jìn)行分析。結(jié)合形態(tài)學(xué)特征,確定菌株的分類地位。

      1.5 蟬花主要活性成分的測(cè)定

      蟲草素和腺苷的提取與測(cè)定:依據(jù)《中國(guó)藥典》2005版,采用高效液相色譜法[5-6]。

      蟲草酸的提取與測(cè)定:采用分光光度計(jì)法[6-7]。

      1.5 蟬花多糖的制備與含量測(cè)定

      1.5.1 蟬花多糖的制備 (1)多糖提?。悍Q取100 g蟬花干粉,加2 000 mL水于80 ℃水浴浸提10 h,布氏漏斗抽濾得濾液,連續(xù)浸提2次,合并濾液。濾液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀于80 ℃濃縮至一定體積。(2)醇沉:加入無(wú)水乙醇至終濃度為90%,置于4 ℃過(guò)夜,離心得沉淀,將沉淀復(fù)溶于一定蒸餾水中。(3)除蛋白、去離子:用Sevag法除去多糖溶液中的蛋白質(zhì)。再用自來(lái)水和蒸餾水分別透析48 h除去小分子物質(zhì)和部分色素。

      1.5.2 蟬花多糖的含量測(cè)定 采用苯酚-硫酸法[8]測(cè)定蟬花多糖的含量。以葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照,于490 nm處測(cè)定吸光度,根據(jù)葡萄糖含量與吸光度回歸方程計(jì)算多糖含量。

      1.6 蟬花多糖抗氧化活性

      1.6.1 清除DPPH自由基能力 參照Luo等的方法[8]并略有調(diào)整。稱取一定量的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH),用無(wú)水乙醇配成0.04 mg/mL的DPPH溶液。分別取 2 mL 不同濃度(2、4、6、8、10 mg/mL)的蟬花多糖提取液,加入DPPH溶液2 mL,混合均勻,室溫放置30 min后,5 000 r/min離心10 min。取上清液于517 nm處測(cè)吸光度。用維生素C作陽(yáng)性對(duì)照。樣品中自由基清除率用下面公式計(jì)算:

      清除率=[1-(D1-D2)/D0]×100%。

      式中:D0為2 mL無(wú)水乙醇+2 mL DPPH溶液的吸光度;D1為2 mL樣品溶液+2 mL DPPH溶液的吸光度;D2為2 mL樣品溶液+2 mL無(wú)水乙醇的吸光度。

      1.6.2 總還原能力 采用Tsais等的方法[9]測(cè)定。在10 mL離心管中分別加入用0.2 mol/L pH值6.6的磷酸緩沖液配制的不同濃度(2、4、6、8、10 mg/mL)的蟬花多糖提取液,加入1%鐵氰化鉀2 mL,混合均勻后于50 ℃反應(yīng)20 min。取出后加入10%三氯乙酸2 mL終止反應(yīng),5 000 r/min離心10 min。取上清液2.5 mL,加入2.5 mL蒸餾水和0.5 mL FeCl3,混勻后靜置10 min,在700 nm處測(cè)吸光度。維生素C作陽(yáng)性對(duì)照。

      1.6.3 對(duì)Fe2+鐵離子螯合能力 參考Decker等的方法[10]并略有調(diào)整。分別取3 mL不同濃度(2、4、6、8、10 mg/mL)的蟬花多糖提取液,加入2 mmol/L的FeCl2溶液0.05 mL和 5 mmol/L 的菲洛嗪溶液,劇烈振蕩后室溫放置10 min,于 562 nm 處測(cè)吸光度。EDTA為陽(yáng)性對(duì)照。樣品對(duì)Fe2+的螯合率計(jì)算公式如下:

      螯合率=[D0-(D1-D2)]/D0×100%。

      式中:D0為3 mL蒸餾水代替反應(yīng)體系中樣品溶液后的吸光度;D1為樣品溶液反應(yīng)后的吸光度;D2為0.05 mL的蒸餾水代替反應(yīng)體系中FeCl2溶液后的吸光度。

      1.6.4 對(duì)血管緊張素轉(zhuǎn)化酶(ACE)抑制率 將10 μL ACE酶液與10 μL不同濃度(6、12、18、24、30 mg/mL)蟬花多糖提取液混合均勻,對(duì)照組加入10 μL蒸餾水代替蟬花多糖提取液,37 ℃水浴5 min,然后加入濃度為6.5 mmol/L 的HHL(馬尿酰-組氨酰-亮氨酸)反應(yīng)底物(用pH值8.3的硼酸鹽緩沖液配制),37 ℃水浴反應(yīng)30 min,之后加入85 μL 1 mol/L的HCL終止反應(yīng),再向反應(yīng)混合液中加入1 mL乙酸乙酯,搖勻數(shù)分鐘后,4 000 r/min離心10 min,吸取上清液800 μL,放入干燥箱里90 ℃烘干后,加入等量的蒸餾水溶解,檢測(cè)D228 nm值??瞻讓?duì)照在加入HHL底物之前加入85 μL濃度為1 mol/L的HCl,使ACE失活,以后的操作步驟與蟬花多糖提取液的處理一致[11]。

      ACE抑制率=[C-(S-B)]/C×100%。

      式中:C為未加蟬花多糖提取液對(duì)照組的吸光度;B為空白對(duì)照組的吸光度;S為添加蟬花多糖提取液試驗(yàn)組的吸光度。

      1.7 蟬花多糖的抑菌試驗(yàn)

      1.7.1 蟬花多糖對(duì)細(xì)菌的抑菌作用 在超凈工作臺(tái)中,將滅菌后的培養(yǎng)基趁熱倒入培養(yǎng)皿中,待其凝固后,用移液槍吸取 0.1 mL大腸桿菌或枯草芽孢桿菌懸液于平板上,用涂布器涂布均勻。用打孔器在上述平板中心的四角對(duì)稱位置,打上大小一致、直徑為6 mm的4個(gè)小孔,分別加入大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、抗生素(陽(yáng)性對(duì)照)和無(wú)菌水(陰性對(duì)照)。將上述平板于25 ℃培養(yǎng)箱中黑暗培養(yǎng)3~4 d,取出觀察抑菌效果。endprint

      1.7.2 蟬花多糖對(duì)真菌的抑菌作用 在超凈臺(tái)中,用無(wú)菌打孔器在培養(yǎng)基平板中心及其四角對(duì)稱位置,打上4個(gè)直徑為6 mm的小孔。平板中心放入鏈格孢屬菌塊,其余4孔分別設(shè)為加入0.1 mL無(wú)菌水的空白對(duì)照、0.1 mL蟬花多糖的試驗(yàn)組2組和0.1 mL抗真菌藥咪康唑的陽(yáng)性對(duì)照。將上述平板于25 ℃培養(yǎng)箱中黑暗培養(yǎng)3~4 d,取出觀察抑菌效果。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 蟬花菌株的分離

      將經(jīng)蟬花組織塊接種到PDA培養(yǎng)基上,經(jīng)多次分離純化培養(yǎng)得到單菌落,并在顯微鏡下觀察菌落特點(diǎn)。蟬花分離初期菌落在PDA培養(yǎng)基上,菌落致密,淺黃色,菌落白色其上布滿白色孢子粉(圖2-A)。分生孢子顯微鏡下觀察呈短柱形(圖2-B)。

      2.2 蟬花菌株ITS區(qū)段基因分子鑒定

      本試驗(yàn)中采用ITS1、ITS2引物對(duì)蟬花基因組DNA進(jìn)行ITS區(qū)段擴(kuò)增,PCR擴(kuò)增結(jié)果如圖2。PCR擴(kuò)增出的條帶十分明亮,條帶大小在500~750 bp之間,符合ITS1-5.8S-ITS2理論大小,將膠切割,回收,連接載體,轉(zhuǎn)化后搖菌挑斑,送上海生工生物工程股份有限公司測(cè)序。測(cè)序結(jié)果在NCBI上比對(duì),下載相鄰種屬ITS序列。

      經(jīng)Clustal X1.83軟件對(duì)測(cè)序結(jié)果和從GenBank中搜索到的相似序列進(jìn)行對(duì)位排列,并輔以人工校對(duì),系統(tǒng)發(fā)育分析采用MEGA4中的鄰近相鄰法(neighbor-joining;NJ)構(gòu)建、分析,各分支的置信度經(jīng)bootstrap 1 000次循環(huán)檢驗(yàn)各分支的系統(tǒng)學(xué)意義與可靠性。結(jié)合GenBank上的9個(gè)蟲草有關(guān)序列進(jìn)行了系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建。分枝統(tǒng)計(jì)支持率評(píng)估采用Bootstrap法,自展值為1 000。由圖4可知,所有序列形成2個(gè)大的分支,分離的蟬花菌種與被孢霉屬(Mortierella sp.)以及擬青霉屬(Paecilomyces)、蟬花(Cordyceps sobolifera)構(gòu)成了一個(gè)大的分支。與蟲草屬(Cordyceps)相似度達(dá)到95%,暫命名為 JR_cds1。

      2.3 蟬花主要活性成分

      蟲草素、腺苷、蟲草酸和多糖等含量是評(píng)價(jià)蟲草類的主要質(zhì)量指標(biāo)。表1為蟬花JR_cds1主要成分含量,其中蟲草素含量達(dá)3.437 mg/g,在所有蟲草類產(chǎn)品中最高。

      表1 蟬花菌株JR_cds1主要成分含量

      成分 含量(mg/g)

      蟲草素 3.437

      腺苷 1.251

      蟲草酸 57.75

      多糖 9.514

      2.4 蟬花多糖抗氧化活性

      2.4.1 對(duì)DPPH自由基的清除率 DPPH自由基是一種人工合成的穩(wěn)定自由基,被廣泛用于評(píng)價(jià)抗氧化物質(zhì)清除自由基的活性。維生素C是一種抗氧化活性高的還原劑,維生素C常作為抗氧化活性的陽(yáng)性對(duì)照。由圖5中可以看出,隨著多糖濃度增加,對(duì)DPPH自由基清除率也越大。當(dāng)多糖濃度為10 mg/mL時(shí)其清除率達(dá)到88.1 %,接近維生素C的清除率。表明蟬花多糖有良好的清除自由基作用。

      2.4.2 蟬花多糖總還原能力 一般來(lái)說(shuō),物質(zhì)還原能力越強(qiáng),其抗氧化活性也越高。以維生素C作為陽(yáng)性對(duì)照,蟬花JR_cds1多糖的總還原能力隨著多糖濃度的增加而提高,總還原能力與多糖濃度呈正相關(guān)關(guān)系。

      2.4.3 蟬花多糖對(duì)Fe2+的螯合能力 一些過(guò)渡金屬離子如Fe2+等極容易通過(guò)Fenton反應(yīng)產(chǎn)生羥自由基,觸發(fā)一系列脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng),而螯合劑則通過(guò)螯合這些過(guò)渡金屬離子來(lái)抑制氧化反應(yīng)。因此, 對(duì)金屬離子螯合能力的測(cè)定是評(píng)價(jià)其抗

      氧化活性的一項(xiàng)重要指標(biāo)[12]。EDTA是常用的螯合劑,常作為陽(yáng)性對(duì)照。由圖7可知,當(dāng)多糖濃度為2~4 mg/mL時(shí)隨著多糖濃度的增加,亞鐵離子螯合率隨之快速提高;隨著多糖濃度的提高其螯合率增加幅度趨緩;當(dāng)多糖濃度為 10 mg/mL 時(shí),其螯合率達(dá)到54.2 %。

      2.4.4 蟬花多糖對(duì)ACE的抑制率 血管緊張素轉(zhuǎn)換酶(ACE)可水解血管緊張素Ⅰ羧基端二肽,產(chǎn)生使血壓上升的物質(zhì)——血管緊張素Ⅱ,還可以切除降血壓活性物質(zhì)緩激肽的羧基端二肽,使之失活,因此通過(guò)抑制ACE活性即可實(shí)現(xiàn)降低血壓之目的。目前已有大量抑制ACE活性的天然產(chǎn)物被發(fā)現(xiàn),如食源性的黃酮類蕓香苷和黃連素等[13]。本試驗(yàn)研究了蟬花多糖對(duì)ACE活性的抑制作用,圖8顯示,蟬花多糖對(duì)ACE活性有較好的抑制作用。隨著多糖濃度的增加,其抑制效果逐漸提高,當(dāng)多糖濃度為30 mg/mL時(shí),其抑制率超過(guò)80%。

      2.5 蟬花多糖的抑菌試驗(yàn)

      2.5.1 蟬花多糖的抑菌作用 試驗(yàn)比較了革蘭氏陰性菌大腸桿菌(G-)和革蘭氏陽(yáng)性菌枯草芽孢桿菌(G+)與蟬花多糖共培養(yǎng)時(shí)的生長(zhǎng)效果。由圖9-A可以看出,蟬花多糖對(duì)大腸桿菌有抑制作用,圖中孔1、孔2(蟬花多糖)周圍有明顯抑菌圈,雖然沒有陽(yáng)性對(duì)照青霉素明顯,但相對(duì)無(wú)菌水而

      言,效果顯著。圖9-B中3為氯霉素,作為抑制枯草芽孢桿菌的陽(yáng)性對(duì)照,孔1、孔2(蟬花多糖)周圍的細(xì)菌明顯比陰性對(duì)照組(無(wú)菌水)稀少,表現(xiàn)出一定的抑菌性。

      2.5.2 蟬花多糖對(duì)鏈格孢屬交鏈孢霉的抑菌作用 試驗(yàn)以31.7 mg/mL的多糖濃度與鏈格孢屬交鏈孢霉共培養(yǎng),圖10為真菌生長(zhǎng)培養(yǎng)皿的正面圖和背面圖。中央為接種的交鏈孢霉菌塊,在距其中心點(diǎn)2 cm的上、下、左、右處分別用無(wú)菌打孔器打孔。設(shè)抗真菌藥物咪康唑?yàn)殛?yáng)性對(duì)照(孔4),無(wú)菌水為陰性對(duì)照(孔3),孔1和孔2為蟬花多糖。圖10 顯示,菌絲向孔3(無(wú)菌水對(duì)照)方向生長(zhǎng)不受限制,呈弧形;而菌絲向孔1、孔2和孔4方向生長(zhǎng)受到明顯抑制,形成一個(gè)彎弧形,孔4陽(yáng)性對(duì)照與其他試驗(yàn)組差異顯著,表明蟬花多糖對(duì)交鏈孢霉的生長(zhǎng)具有顯著的抑制作用。

      3 分析與討論endprint

      據(jù)報(bào)道,蟬擬青霉的寄主有7種,即竹蟬(Platylomia pieli)、山蟬(Cicada flammata)、蟪蛄(Platyleura kaempferi)、云南黑蟬(Cicadatra shaluensis)、草蟬(Mogannia conica)、小鳴蟬(Oncotympana ella)和透翅蟬(Hyalessa ronsnana),多分布在中國(guó)南方諸省。竹蟬常見于毛竹產(chǎn)區(qū), 是蟬擬青霉的重要寄

      主。此蟲6年1代,每代5齡,常年生活在土壤中,以老齡若蟲最易感病。在氣溫18~24 ℃,相對(duì)濕度大于80%的溫暖濕潤(rùn)季節(jié),在淺土層活動(dòng)的老齡若蟲接觸帶菌的土壤發(fā)生感染。到翌年6、7月份,溫濕度合適,發(fā)病死亡蟲體前端長(zhǎng)出淺黃色或蛋黃色孢梗束,突破表土,伸向地面,形成蟬花[14]。在江蘇句容茅山地區(qū)生長(zhǎng)著竹林的丘陵地帶(海拔80~200 m),地勢(shì)平緩,土質(zhì)疏松,濕度較大,地面覆蓋有枯枝落葉層,是竹蟬活動(dòng)的主要林地。

      真菌基因組DNA包含著一些非編碼基因,如信號(hào)序列、間隔序列,無(wú)功能序列。這些基因在結(jié)構(gòu)、功能和變異程度上差異很大,是真菌在分子水平上研究的良好區(qū)段[15]。其中rDNA ITS序列由于片段小、易于擴(kuò)增,在真菌形態(tài)不同的種間甚至同種的分離菌株間存在高度的差異,因此常用于屬內(nèi)種間或種內(nèi)群體的比較分析[16]。有報(bào)道基于ITS序列的分析比較,從不同地理來(lái)源的蟬花上分離出C.cicadae 和 L. fungicola,說(shuō)明寄生于蟬若蟲并形成蟬花的真菌有2種甚至多種,與蛹蟲草及其無(wú)性型同輪枝菌屬具有密切的關(guān)系[17]。本試驗(yàn)中分離的菌株為被孢霉屬(Mortierella),與蟲草屬(Cordyceps)構(gòu)成了2個(gè)相近的分支??梢酝茰y(cè):寄生真菌表型特征的趨同現(xiàn)象、基因水平上的多樣性是寄生真菌為適應(yīng)寄主而產(chǎn)生的結(jié)果[17]。由此可見,本研究分離得到的1株蟲草屬真菌極可能是蟬花菌種的某一無(wú)性型菌株。張傳博等從江蘇省句容市天王鎮(zhèn)磨盤山分離到1株金蟬花,鑒定為大蟬草,也屬蟲草屬,命名為磨盤山金蟬蟲草[18],該菌株的形態(tài)特征與本研究分離的蟲草屬JR_cds1相似,是否為同一菌屬還有待進(jìn)一步鑒定。

      蟬花含有與冬蟲夏草相似或一致的活性物質(zhì)如蟲草素、腺苷、多糖及蟲草酸等。本研究顯示,蟬花中蟲草素的含量(3.437 mg/g)顯著高于蛹蟲草(2.83 mg/g)和冬蟲夏草(003 mg/g),腺苷含量(1.251 mg/g)接近冬蟲夏草 (0.48 mg/g) 的3倍[6,19],提示蟬花有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,具有開發(fā)利用前景。

      多糖為免疫調(diào)節(jié)劑,具有多種生物學(xué)活性。本試驗(yàn)研究了蟬花多糖的抗氧化和抑制血管緊張素轉(zhuǎn)換酶(ACE)的活性。結(jié)果顯示,蟬花多糖具有較好的清除DPPH自由基能力,一定的總還原能力和對(duì)Fe2+ 的螯合能力。其對(duì)Fe2+ 的螯合能力與Wu等研究的蛹蟲草多糖結(jié)果[20]相近。有報(bào)道稱,能清除DPPH自由基的物質(zhì)與其抑制脂質(zhì)過(guò)氧化能力呈一定的正相關(guān),因此DPPH自由基體系適用于評(píng)價(jià)天然產(chǎn)物的抗氧化性[21]。王吉標(biāo)等研究了蟬花多糖水提物,結(jié)果顯示,在相同的濃度下,金蟬花正丁醇部位和多糖的總抗氧化性能較強(qiáng),僅次于維生素C[22],說(shuō)明蟬花多糖的確有較好的抗氧化性。但不同的提取方法會(huì)影響測(cè)得的結(jié)果。

      翁梁采用比濁法研究了野生蟬花多糖與人工蟬花多糖對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌的抑制作用,顯示蟬花多糖對(duì)大腸桿菌的抑制作用最為明顯,且抑菌效果與多糖濃度成正比[23]。本試驗(yàn)蟬花多糖對(duì)大腸桿菌、枯草芽孢桿菌有抑菌作用的結(jié)果與之吻合。此外,本研究結(jié)果還顯示,蟬花多糖對(duì)真菌的抑制效果明顯優(yōu)于對(duì)細(xì)菌的抑制效果(圖10)。多糖抑制微生物生長(zhǎng)的作用機(jī)制尚不清楚。有報(bào)道認(rèn)為,杯牛漆多糖對(duì)大腸桿菌的抑制作用是通過(guò)抑制細(xì)胞黏附來(lái)實(shí)現(xiàn)的[24];而紫萁多糖廣譜抗菌性是因?yàn)槎嗵侨芙庑纬傻哪z體溶液能在細(xì)胞表面或膠體表面形成保護(hù)層[25]。蟬花多糖的抑菌作用機(jī)制有待深入研究。

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