化学诱导对2株海洋真菌次级代谢产物及其生物活性的影响

【目的】以2株海洋真菌为研究对象,探究不同种类及浓度的化学表观遗传修饰剂对其次级代谢产物化学多样性和生物活性的影响。【方法】基于化学表观遗传修饰策略,采用两种不同的化学表观遗传修饰剂5-氮杂胞嘧啶核苷(5-azaC)和丁酸钠,分别对Penicillium sp.019和Aspergillus terreus ZN4-5-4两株海洋来源真菌进行表观遗传修饰。通过观察真菌在培养基中的生长状态变化,并根据薄层层析(TLC)指纹图谱、高效液相色谱(HPLC)图谱、乙酰胆碱酯酶(AChE)抑制、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-Diphenyl-2-picryl-hydrazyl,DPPH)自由基清除和卤虫致死活性筛选模型等技术手段,从中筛选出代谢产物丰富、AChE抑制活性与抗氧化活性产物丰富且毒性小的发酵培养条件。【结果】添加1 mmol/mL的丁酸钠诱导剂可使菌株019和ZN4-5-4的次生代谢产物的种类增加,且同时能提高该菌株次级代谢产物的AChE的抑制活性和DPPH自由基清除活性。因此,确定菌株019和ZN4-5-4的最优发酵条件均是添加浓度为1 mmol/mL丁酸钠的PDB培养基。【结论】化学表观遗传修饰策略指导下,添加诱导剂5-azaC或者丁酸钠对2株海洋真菌次生代谢产物的产生有影响。     

基于OSMAC策略的3株海洋真菌发酵条件筛选与优化

【目的】筛选可促进海洋真菌产生代谢产物更丰富的发酵条件,进一步挖掘菌株在抗阿尔茨海默症方面的潜力。【方法】基于OSMAC策略,分别选用马铃薯葡萄糖水(PDB)培养基、察氏培养基、大米培养基和葡萄糖/蛋白胨/酵母膏(GPY)培养基,并设置3种盐度(3、30和100),对Talaromyces sp. 001、Penicillium sp. 019和Aspergillus terreus ZN4-5-4等3株海洋真菌进行小规模发酵培养。通过观察真菌在培养基中的生长状态变化,并根据TLC指纹图谱、乙酰胆碱酯酶(AChE)抑制、1, 1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除和卤虫致死活性筛选模型等技术手段筛选出代谢产物丰富、毒性小且AChE抑制活性与抗氧化活性产物丰富的发酵培养条件。【结果】菌株001的最优发酵条件是盐度3的GPY培养基,菌株019的最优发酵条件是盐度3的PDB培养基,菌株ZN4-5-4的最优发酵条件是盐度3的PDB培养基。【结论】OSMAC策略指导下,改变培养基条件对菌株产生次生代谢产物有显著影响。     

海洋动物肠道中抗氧化活性乳酸菌的分离及多样性分析

【目的】分析海洋动物肠道中抗氧化活性乳酸菌的多样性,并对活性菌株胞外与胞内代谢物清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基能力进行测定。【方法】采用溶钙圈分离培养技术和DPPH自由基清除法,从湛江海域6种海洋动物肠道中分离活性乳酸;通过构建16S rDNA基因序列系统发育树,分析其多样性;利用DPPH自由基清除法,测定其抗氧化活性。【结果】共分离得到16株抗氧化活性乳酸菌,分属于细菌域厚壁菌门(Firmicutes)的4个科(Leuconostocaceae,Streptococcaceae,Lactobacillaceae,Enterococcaceae)、6个属(Weissella,Pediococcus,Leuconostoc,Lactococcus,Lactobacillus,Enterococcus),其中除菌株zy-3、LY-87、ZH-54的16S r DNA基因序列与数据库EzBioCloud中的模式菌相似性100%外,其余13株活性菌株与模式菌存在一定的遗传差异(97.42%～99.93%),菌株zy-I与模式菌株Weissella cibaria(KACC11862T)的相似性仅为97.42%,推测为Weissella cibaria属中的潜在新种;16株活性菌株胞外代谢物对DPPH的抗氧化活性均大于胞内代谢物,且5株乳酸菌株(zy-4、zy-s6、YM-49、ZH-53、ZH-54)的胞外的DPPH清除能力均在45%以上,高于其它11株菌株。【结论】湛江海域动物肠道中存在较为丰富的抗氧化活性乳酸菌,并蕴藏潜在乳酸菌新种。     

海洋土曲霉C23-3与不同类型海洋微生物共培养对其次生代谢产物的影响

【目的】研究海洋土曲霉C23-3与不同类型海洋微生物共培养对其次生代谢产物的影响,挖掘土曲霉菌株C23-3的次生代谢潜力。【方法】将副溶血弧菌、枯草芽孢杆菌和胶红酵母的活菌或灭活菌体分别以不同时间与土曲霉C23-3共培养;采用DPPH自由基清除法和Ellman法分别评价各提取物的抗氧化和乙酰胆碱酯酶抑制活性,采用滤纸片法比较各提取物的抗菌活性,采用HPLC指纹图谱分析各提取物化学成分的差异。【结果与结论】发现不同类型的微生物与土曲霉共培养均可激活一些原本沉默的活性次级代谢产物;菌株及共培养物的化学拮抗能力、HPLC指纹图谱中的特征代谢产物变化揭示在活菌培养体系中土曲霉占竞争优势;而且灭活菌体中可能存在某些信号物质,在12 d时对土曲霉群体自感应信号分子丁内酯-I的产生具有比活菌更强的刺激作用。研究结果为深入挖掘海洋真菌代谢潜力及抗老年痴呆等活性先导化合物的发现提供基础。     

海参性腺酶解物制备及其体外清除自由基活性测定

【目的】酶解海参性腺并分析其体外清除自由基活性。【方法】采用外源性蛋白酶水解工艺制备海参性腺酶解产物,通过酶解效果比较分析,考察其体外清除DPPH自由基和羟自由基能力。【结果】确定木瓜蛋白酶为水解用酶,利用响应面优化实验确定酶解条件为酶解时间14 h、酶添加量3 000 U/g、料液比1∶40;酶解液灭酶后经离心、浓缩、干燥后得到粉状海参性腺酶解物,其主要成分质量分数分别为蛋白肽48.4%、矿物质16.8%、粗脂肪12.4%、水分9.8%;酶解产物清除DPPH自由基和羟自由基的IC50值分别为3.39、5.83 mg/mL。【结论】海参性腺酶解物具有良好的抗氧化活性。     

鳙鱼鱼鳔黏多糖的提取及其抗氧化性活性评价

【目的】探讨鳙鱼(Aristichthys nobilis)鱼鳔黏多糖的提取工艺及提取物的化学组成及抗氧化活性。【方法】采用热水浸提法和碱液浸提法提取黏多糖,用GC-MS法测定分析所提取多糖的化学组成和抗氧化活性等性质。【结果】碱液浸提法的最佳工艺条件为料液质量体积比(g/m L)1∶20、碱液质量分数1%、提取温度70℃、提取时间为4 h,在此条件下,黏多糖的提取率为5.58%;热水浸提和碱液浸提得到的鳙鱼鱼鳔黏多糖量分别为5.3%和25.33%;气质联用色谱(GC-MC)测定结果显示,热水提取的黏多糖(WANVM)主要由质量分数13.72%木糖、19.57%甘露糖、16.11%葡萄糖及32.49%半乳糖构成;碱液提取的黏多糖(AANVM)主要由质量分数50%甘露糖和34.87%半乳糖构成。在相同质量分数条件下,WANVM清除羟基自由基、DPPH自由基及总还原力均高于AANVM。【结论】碱液浸提对黏多糖的提取效果优于热水浸提,AANVM、WANVM组分不同,且前者抗氧化活性略高于后者。     

扁舵鲣抗氧化肽分离纯化及结构鉴定

【目的】从扁舵鲣(Auxis thazard)的木瓜蛋白酶酶解产物中分离鉴定具有较高1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除率的抗氧化肽。【方法】用木瓜蛋白酶水解扁舵鲣,以DPPH自由基清除能力为检测指标,通过超滤、凝胶过滤层析和反向高效液相色谱分离抗氧化肽,再经过超高效液相/三重四级杆飞行时间质谱(UPLC/Xevo G2-XS QTOF)进行结构鉴定。【结果】从酶解产物中获得3种抗氧化肽,其氨基酸序列分别为β-丙氨酸-1-甲基-L-组氨酸(241 u)、Gly-Ala-Gly-Gly-Pro(357 u)和Val-Glu(246 u)。【结论】扁舵鲣的木瓜蛋白酶酶解产物含有抗氧化活性的肽类,可为其抗氧化肽的开发提供理论依据。     

石斑鱼头酶解产物的制备及其功能性质

【目的】为了提高石斑鱼加工副产物的生物价值,对石斑鱼头中抗氧化活性物质进行分离与功能性质分析。【方法】以珍珠龙胆石斑鱼头为原料,采用生物酶解法,以水解度和DPPH自由基清除率为指标,通过单因素试验和响应面法优化酶解工艺;酶解产物经不同分子质量的超滤膜进行分离,对分离各级分的体外抗氧化活性与功能性质进行研究。【结果】石斑鱼头酶解产物的最佳制备条件是:风味蛋白酶添加量3 000 U/g,在pH 7.0,酶解温度为45℃、底物质量浓度300mg/mL下酶解4.5h,得到的石斑鱼头粗酶解产物的水解度为(20.27±1.28)%。分子质量3 ku的酶解产物(EHH-1)蛋白质质量分数为(13.18±1.17)%,抗氧化活性最显著,其对DPPH自由基、羟自由基、超氧阴离子自由基清除作用的IC_(50)值分别为0.35、4.60、0.46 mg/mL;在pH4.0～8.0之间均具有较好溶解性,氮溶指数达到(75.08～87.50)%,热稳定性达到(70.00～82.00)%,乳化活性为(23.52～37.45)m~2/g。【结论】石斑鱼头酶解产物分子质量3 ku的超滤级分具有较强的抗氧化性与良好的功能性质,在天然抗氧化剂和食品加工领域有潜在的利用价值。     

凡纳滨对虾水煮加热过程颜色与虾青素及体外抗氧化活性的相关性

【目的】研究水煮加热过程中凡纳滨对虾(Litopenaeusvannamei)颜色与虾青素、体外抗氧化性之间的相关性。【方法】利用计算机视觉系统(CVS)和色差仪两种方法对标准色卡进行测定,确定CVS参数,对加热过程中颜色进行连续化测定;测定水煮加热中虾青素含量和DPPH自由基清除率、ABTS自由基清除率及羟基自由基清除率,对其进行相关性分析。【结果】在水煮加热过程中,CVS可以代替色差仪对颜色进行连续化测定。前300 s内L、a、b值均增加,且与加热时间呈线性相关;360 s后a、b值无显著变化(P 0.05),L值呈下降趋势。虾青素的含量在300s时达到最高后呈下降趋势。随着加热时间的延长,凡纳滨对虾清除DPPH自由基的能力增强。羟基自由基清除率和ABTS自由基清除率呈先增大后趋于平稳的趋势。在300s之内,L、a、b值与虾青素含量、自由基清除率显著相关,相关系数大于0.7。【结论】CVS可以代替色差仪对加热过程中对虾的色泽进行测定,且颜色值与虾青素含量、自由基清除率呈高度相关。     

乳酸菌发酵法富集辣木叶中γ-氨基丁酸的研究

【目的】利用乳酸菌为发酵菌株,对辣木叶中的γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)进行发酵富集。【方法】对2株报道产GABA的商业菌株及两株实验室筛选产GABA的菌株进行筛选,得到最适发酵菌株。对辣木粉添加量、谷氨酸钠(MSG)添加量、初始pH、发酵温度、发酵时间进行单因素实验,并选择MSG添加量、初始pH、发酵温度,发酵时间进行正交实验,得出最佳发酵条件。【结果】4种乳酸菌产GABA能力大小依次为植物乳杆菌LK-1植物乳杆菌S35耐久肠球菌干酪乳杆菌LK-1,利用植物乳杆菌LK-1发酵辣木叶,GABA的含量可高达152 mg/L。经单因素及正交实验,确定GABA的最佳发酵条件为辣木叶粉添加量为质量分数4%,MSG添加量为4g/L,初始pH6.5,发酵温度为35℃,发酵时间72h。在此条件下发酵辣木液GABA质量浓度可高达209mg/L,比未发酵的辣木液提高1.45倍。【结论】利用植物乳杆菌LK-1发酵辣木叶能大大提高GABA的含量。     

基于PCR和TOF-MS海洋源产脂肽芽孢杆菌筛选

【目的】准确高效分离红树林等海洋环境中产脂肽芽孢杆菌。【方法】将前期从红树林环境筛出具有抗菌活性的12株芽孢菌株作为研究菌株,采用溶血活性及排油作用对其中的可能产脂肽菌株进行初步筛选,并基于脂肽合成酶基因PCR扩增法对脂肽合成酶基因携带菌复筛,采用飞行时间质谱(TOF-MS)对所产脂肽进行鉴定。【结果】初步发现6株芽孢杆菌具有溶血活性,其中HY-5、HY-4和HN-9这3株具有排油能力,油层透明圈的直径分别为45、32和3 mm。PCR扩增检测到HY-5含有iturin、surfactin和bacillomycin D合成酶基因,HY-4含有iturin、surfactin合成酶基因,HN-9含有iturin合成酶基因。TOF-MS检测到HY-5和HY-4的发酵液含surfactin、iturin和bacillomycin 3种脂肽,HN-9的发酵液只含iturin。【结论】基于PCR与TOF-MS为核心的级联技术,建立一种海洋源脂肽产生菌快速筛选以及脂肽谱快速鉴定的方法,解决海洋源芽孢杆菌在常规培养基难合成脂肽造成的漏筛情况。     

镉和铜对海洋浮游植物的毒性效应及其机制研究进展

【目的】综述重金属元素镉Cd和铜Cu对海洋浮游植物的毒性效应研究,总结重金属对海洋浮游植物的毒性作用机制,为开展重金属对海洋浮游植物毒害机理的深入研究提供借鉴。【方法】以毒理实验中常用的重金属镉和铜为代表,总结了重金属对海洋浮游植物毒理研究的常用测试指标,归纳了重金属对海洋浮游植物光合作用、抗氧化系统等方面的毒性作用机制。【结果】重金属对海洋浮游植物毒性作用机制概括为:1)重金属替换与其结构相似的作为酶辅助因子的金属元素,使浮游植物体内某些酶失活;2)重金属直接或间接诱导活性氧的产生,使浮游植物受到氧化胁迫;3)重金属与生物大分子中的某些基团亲和性高而结合,阻断相关的生理生化过程。【结论】重金属的毒性效应因浮游植物种类不同而有所差异,今后相关研究中需更加关注重金属在多种海洋浮游植物共存环境下的毒性效应及机制,将有助于全面系统地理解重金属对海洋浮游植物的致毒机理。     

船舶柴油机余热利用系统性能优化

【目的】研究提高船舶主机燃料的综合利用率。【方法】结合MAN 6S50ME型船舶柴油机的余热能量特性和循环热力过程特点,分别建立基本循环、缸套水预热循环和回热循环等三种船舶余热利用有机朗肯循环系统模型,对三种余热利用系统的热力性能与经济性能进行计算和分析。【结果与结论】在三种循环系统中,缸套水预热循环的综合性能更具优势,在循环压力为2000 kPa时,系统的综合性能达到最优,循环净功为555.35 kW,热效率可达18.27%,循环发电净收益提高39.64%。研究结果可为船舶柴油机余热利用系统的设计和优化提供一定的理论指导。     

Recent researches of bioactive metabolites in marine organisms-associated microorganisms

1　Introduction　Sincetheearly 196 0s ,oceanhasbeenconsideredasanewanduntouchedsourceofpotentiallyusefulcom pounds .Theresultsfromtheresearchesontheorgan ismssuchassponges,softcorals ,algae ,ascidians ,bryozoansandmollusks ,havedemonstratedthatma rineorga…     

基于底拖网调查数据的渔业资源质量状况评价体系构建——以北部湾为例

【目的】构建渔业资源质量状况评价体系,评估渔业管理成效,服务海洋渔业可持续发展。【方法】以北部湾底拖网调查数据为基础,结合渔业统计数据,构建渔业资源质量状况评价指标体系。该体系分3个层次,下设7项指标。通过专家经验法和平均赋值法对指标进行赋值,得到各指标权重,建立质量状况评价等级指数,并利用该等级指数对北部湾渔业资源进行评价。【结果与结论】1992―2017年北部湾渔业资源评价指标中有6项呈下降趋势;质量状况评价等级指数波动在0.44~0.56之间。自20世纪90年代以来,北部湾渔业资源一直处于临界状态。该评价结果与北部湾渔业资源利用的实际状况基本相符,证明该方法具有合理性和可操作性,可为其他海区渔业资源质量状况评价提供借鉴。     

海洋弧菌鉴定与分类相关功能基因研究进展

【目的】探究功能基因在海洋弧菌物种鉴定中的作用,为海洋弧菌多样性研究以及致病性弧菌的监测和防控提供参考。【方法】根据已有的弧菌分类学研究成果,阐述16S rRNA基因、管家基因和毒力基因等相关功能基因在海洋弧菌鉴定与分类研究中的应用进展。【结果】16S rRNA基因和功能基因可用于海洋弧菌的分类学及其快速检测鉴定的研究,对致病性弧菌的诊治具有重要的意义。【结论】功能基因和16S rRNA基因在海洋弧菌菌种鉴定中的广泛应用,提高了海洋弧菌种间分类的准确性,对海洋弧菌的多样性研究以及水产养殖和人类健康的风险评估有重要价值。探索新型功能基因在海洋弧菌分类学研究和快速鉴定中的应用有现实意义。     

Chemical constituents of marine mangrove-derived endophytic fungus Alternaria tenuissima EN-192

A chemical investigation of the ethyl acetate extract of the fermentation broth of Alternaria tenuissima EN-192,an endophytic fungus obtained from the stems of the marine mangrove plant Rhizophora stylosa,resulted in the isolation of nine known secondary metabolites,including four indole-diterpenoids:penijanthine A(1),paspaline(2),paspalinine(3),and penitrem A(4);three tricycloalternarene derivatives:tricycloalternarene 3a(5),tricycloalternarene 1b(6),and tricycloalternarene 2b(7);and two alternariol congeners:djalonensone(8) and alternariol(9).The chemical structures of these metabolites were characterized through a combination of detailed spectroscopic analyses and their comparison with reports from the literature.The inhibitory activities of each isolated compound against four bacteria were evaluated and compounds 5 and 8 displayed moderate activity against the aquaculture pathogenic bacterium Vibrio anguillarum,with inhibition zone diameters of 8 and 9 mm,respectively,at 100 μg/disk.To the best of our knowledge,this is the first report on the secondary metabolites of mangrove-derived Alternaria tenuissima and also the first report of the isolation of indole-diterpenoids from fungal genus Alternaria.