海洋真菌农用生物活性筛选及木贼镰刀菌D39次级代谢产物研究

发布时间：2020-06-15 10:04

【摘要】：我国是农业大国,每年植物病害、草害给农业生产造成巨额经济损失,传统化学农药虽然在一定程度上减轻了危害,但其不合理的使用带来了农药残留、环境污染及病原生物抗性等负面效应。低残留、高效的生物农药成为研发的热点。海洋真菌生活在高压、高盐、低温和寡营养等独特的环境中,能够产生结构新颖、生物活性显著的次级代谢产物,其中许多化合物具有明显的农用生物活性。本研究包括以下内容:1.从海洋来源动、植物材料中共分离得到138株海洋真菌,对其中的47株通过形态学和分子生物学方法进行鉴定,发现青霉属(Penicillium)、曲霉属(Aspergillus)、镰刀菌属(Fusarium)和木霉属(Trichoderma)为优势菌属。以植物病原菌为靶标,采用琼脂扩散法或生长速率法测试提取物抑菌活性;以反枝苋和生菜为靶标,用种子萌发抑制法和盆栽试验测定提取物除草活性。D27对甘蓝黑斑病菌Alternaria brassicicola、花生冠腐病菌Aspergillus niger、金桔沙皮病菌Diaporthe medusaea和茶轮斑病菌Pseudopestalotiopsis theae的抑制效果较强;D1、D21和D39对细菌性果斑病菌Acidovorax avenae subsp.citrulli、番茄细菌性溃疡病菌Clavibater michiganensis subsp.michiganensis和黄瓜角斑病菌Pseudomonas syringae pv.lachrymans有较强的抑菌效果。D1、D2、D3、D5和D39对反枝苋根、茎或叶片有抑制作用。2.根据生物活性及化学筛选结果,木贼镰刀菌D39有较好的生物活性且次级代谢产物化学成分丰富,故对其进行下一步研究。综合运用正反向硅胶柱层析、Sephadex LH-20凝胶柱层析和半制备高效液相色谱等天然产物分离手段,结合核磁共振谱、质谱、紫外光谱、红外光谱、圆二色谱和X-ray等谱学方法,共分离鉴定15个化合物(1 15),包括6个3-decalinoyltetramic acids类化合物、2个蒽醌类化合物、3个甾体类化合物、3个脂肪族类化合物和1个核苷酸类化合物,其中化合物fusarisetin C(1),fusarisetin D(2)和anthraquinone A(7)是新化合物,化合物2是首个报道的具有6/6十氢化萘和5/5二环嵌合的fusarisetin化合物,根据已有的化学合成报道推测了其生源合成途径。化合物生物活性研究结果表明,化合物equisetin(5),epi-equisetin(6),7和anthraquinone B(8)具有较好的抑菌活性,主要是通过破坏细菌细胞壁和细胞膜,使细胞内容物出现泄漏,引起细胞死亡。此外,化合物5和6对反枝苋和生菜种子的萌发也有显著的抑制活性。采用OSMAC策略对菌株发酵条件进行优化,用盐度为1%的马铃薯葡萄糖水培养基时,活性化合物5的产量最高。本文探索了海洋真菌提取物的农用生物活性;对活性菌株D39次级代谢产物进行了结构鉴定和抗菌、除草活性评价,并对抑菌活性机理和发酵条件进行了初步研究,拓宽了天然产物的应用范围,为生物农药的研究与开发提供依据。
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ458
【图文】：

图 1.1 2011 2016 年海洋真菌次级代谢产物来源的新化合物数目Fig. 1.1 Numbers of new compounds from marine-derived fungi in 2011 2016活性次级代谢产物农用生物活性原真菌活性生物农药的研究中，对其抗植物病原真菌活性的研究最为广泛。植物的损失严重，是多种重要粮食作物的主要病害。目前已经有很多科研病原真菌活性的海洋真菌提取物或单体化合物。来源真菌是具有抑制植物病原真菌活性的天然产物的重要来源。20100）从北部湾的海泥样品中筛选出 5 株海洋真菌，其发酵液对荔枝 litchii 和荔枝炭疽病菌 Colletotrichum gloeosporioides 菌丝生长有较强的体防病保鲜效果。2014 年，杨小岚等（杨小岚等, 2014）在南海沉积菌，采用生长速率法测定发酵液提取物对链格孢菌 Alternaria alternata霉 Curvularia lunata 和柱枝双胞霉 Cylindrocladium scoparium 的抑菌菌的提取物在浓度为 50 mg/mL 时，对至少 1 种受试植物病原真菌的抑

图 1.4 化合物 32 39 的结构Fig. 1.4 Structures of compounds 32 39结了 39 个抗植物病原真菌活性化合物，涉及 32量的 63%；其次为红树林来源真菌，占 28%（图势菌属。

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本文编号：2714260