抗UV-B辐射菌Pantoea agglomerans KFS-9的选育及其抗辐射机制的研究
采用双定向筛选方法，筛选到一株胞外代谢产物具有紫外保护作用的抗UV-B辐射的菌株。经过多次富集和反复分离纯化，从深圳红树林海域中获得263株纯培养的菌株，从中筛选出5株具有较高抗UV-B辐射的菌株。通过考察胞外代谢产物对菌体细胞的辐射保护作用，最终确定KFS-9为出发菌株。采用16SrRNA基因测序与传统的表型特征结合的方法进行了菌种鉴定。最后确定菌株KFS-9为Pantoea agglomerans，提交到Genbank中的注册号为DQ350072。诱导获得了一株类胡萝卜素缺失的突变菌株KFS-98，确定野生菌株与突变菌株的抗UV-B辐射性能没有明显的差别。提示菌体的类胡萝卜素含量对其抗UV-B辐射性没有影响。
为考察胞外小分子代谢产物对菌体抗辐射性的作用，对成团泛菌胞外具有紫外吸收作用的代谢产物进行了组分及性质研究。代谢产物通过一系列的硅胶柱层析、Sephadex LH-20凝胶柱层析、RP-18反相柱层析等方法，提取分离了具有紫外吸收作用的胞外小分子代谢产物，并利用LC-TOP-MS、GC-MS、HNMR、<'13>CNMR等技术分析组成和结构。Pantoea agglomerans KFS-9胞外代谢产物中具有高光稳定性的紫外吸收物质为一系列溶于2,3-丁二醇的高不饱和芳香族色素类化合物(BAPs)，该类化合物在290～340 nm的波长范围内能有效的吸收紫外光辐射。
从Pantoea agglomerans KFS-9发酵液中分离提取胞外多糖，并对其基本性质进行了初步的研究。确定泛菌胞外多糖的最佳提取条件为在70℃下旋转蒸发浓缩7倍体积后，加入3倍乙醇沉淀多糖。根据确定的工艺从Pantoea agglomeransKFS-9菌株发酵液中提取得到水溶性胞外多糖。采用5％三氯乙酸(TCA)除蛋白，Q-Sepharose Fast Flow阴离子交换柱层析及Sephacryl S-300HR凝胶柱层析进一步分离纯化，经Sephacryl S-300HR．凝胶柱层析证实，获得均一较好的成团泛菌胞外多糖(PAEPS)。PAEPS的重均分子量为756 kDa；糖含量为81.2％；含有阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖及少量的甘露糖，摩尔比为1:2.71:2.15；蛋白含量17.53％，含有15种常见氨基酸。通过稀碱法推测PAEPS的糖肽键为N-糖苷键，根据红外光谱的特征吸收峰，推测PAEPS属于β-吡喃糖。
首次从胞外代谢产物对菌体细胞UV-B辐射保护作用及抗氧化作用的角度，探讨菌株的抗UV-B辐射机制。BAPs和PAEPS对四株具有不同细胞结构的微生物(大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念球菌)具有明显的UV-B辐射保护作用。2,3-丁二醇对羟自由基及超氧阴离子自由基具有明显的清除作用，并且清除效果同样品的浓度呈明显的正相关。PAEPS能够抑制Fe<'2+>诱发的卵黄脂蛋白过氧化现象，对羟自由基、超氧阴离子自由基以及H<,2>O<,2>都有明显的抑制作用。
实验结论提示，胞外代谢产物对菌株Pantoea agglomerans KFS-9的UV-B辐射保护机制有如下两个方面：(1)BAPs的UV-B屏蔽滤光机制；(2)PAEPS降低由UV-B辐射诱导产生的活性氧自由基造成氧胁迫机制。两种机制共同对菌体的UV-B辐射抗性起作用。
胞外代谢产物的UV-B辐射保护作用是菌株Pantoea agglomeransKFS-9抗紫外辐射的一个重要机制。
成团泛菌;屏蔽物质;胞外多糖;抗辐射机制
中国海洋大学
博士
水产品加工与贮藏
管华诗;江晓路
2006
中文
Q938.8
126
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）