中国南海柳珊瑚共附生微生物多样性与抗菌作用研究

在众多海洋生态系统中，珊瑚礁生态系统是海洋中物种多样性程度最高的生态类型，在其中几乎生活着所有海洋生物的门类。随着海洋天然产物和海洋药物研究的不断深入，海洋共附生微生物，特别是热带珊瑚礁无脊椎动物来源的共附生微生物，引起了人们的广泛关注。本研究对中国南海柳珊瑚共附生微生物多样性、抗菌活性、活性菌株次级代谢产物的抗菌作用及其作用机制进行了初步研究。1.中国南海柳珊瑚共附生微生物多样性与抗菌活性研究。以采自中国南海涠洲岛海域的10种柳珊瑚为研究对象，分离柳珊瑚共附生微生物，获得真菌242株，细菌82株，结合形态学、生理生化特性和分子生物学鉴定方法，确定这些微生物的种属，并建立系统发育树。从分离获得的真菌总数来说，从花柳珊瑚Anthogorgia ocbracea中分离获得真菌最多，有44株，而从灯芯柳珊瑚Junceellajuncea中分离获得的真菌最少，只有12株。从真菌多样性来看，从灯芯柳珊瑚J. juncea中的真菌只属于3科4属，多样性程度最低；而丛柳珊瑚Paraplexaura sp.中分离出的真菌虽然只有17株，但是已经鉴定的13株真菌却分属于6科8属，共附生微生物的种属数最多。从不同种属真菌出现的频率来看，青霉属(Penicillium)、枝孢属(Cladosporium)和曲霉属(Aspergillus)真菌是出现频率最高的三个属；而短梗霉属(Aureobasidium)、毕赤酵母属(Pichia)和布勒掷孢酵母属(Bullera)的出现频率最低，属于一些柳珊瑚特有的真菌种类。对这些柳珊瑚共附生真菌进行抗菌活性研究发现，分离获得的绝大多数共附生真菌具有一定的抗菌活性，且对革兰氏阳性菌S．aureus和M．tetragenus的抑制活性要强于对其他微生物。2.柳珊瑚共附生真菌抗菌化合物的追踪分离及其抗菌机制研究。采用活性追踪分离的方法，运用硅胶柱层析、Sephadex LH-20凝胶柱层析和半制备HPLC等手段，从一株中国南海柳珊瑚Echinogorgia rebekka共附生链格孢霉属真菌Alternaria sp.发酵液的乙酸乙酯相中，分离获得1个对海洋病原菌和污损菌鳗弧菌Vibrio anguillarum具有较强抗菌活性的蒽醌类化合物，运用NMR，MS等波谱技术并结合文献数据鉴定其结构为macrosporin。初步的抗菌作用机制研究发现，该化合物能破坏鳗弧菌的细胞壁和细胞膜，导致细胞通透性增加，胞内大量内容物外泄，对基因组DNA有一定的裂解作用，最终导致菌体死亡，从而起到抗菌作用。本研究首次报道了macrosporin对鳗弧菌的抗菌作用及其作用机制。综上所述，本研究首次对中国南海柳珊瑚共附生微生物的多样性和生物进化关系进行了初步研究，构建了10种柳珊瑚共附生真菌的系统发育树；对分离自中国南海柳珊瑚E. rebekka共附生链格孢霉属真菌Alternaria sp.的化合物macrosporin，首次从细胞渗透性、超微细胞结构和对细胞DNA的影响等方面，探讨了其对鳗弧菌的抗菌作用机制。本研究为海洋天然产物和海洋药物的研究开发提供了微生物资源，并为微生物次级代谢产物抗菌机制研究奠定了基础。