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南极真菌物种多样性及次级代谢产物研究

丁壮  
【摘要】:微生物次级代谢产物一直是药物先导化合物的重要来源。但随着对一般生境微生物的深入研究,从中发现新菌种、新活性产物的机率不断下降。因此人们将目光移向了极端环境的微生物资源,其中南北极地区由于具有独特而严酷的自然环境使得生存于其中的微生物在物种、活性代谢产物等方面表现出明显的新颖性和多样性,逐渐成为研究热点。本论文以来源于南极长城站样品中的丝状真菌作为研究对象,考察了该地区的真菌物种生物多样性,同时通过活性筛选初步评价了该地区的真菌发酵产物的细胞毒活性,并对其中2株真菌进行了次级代谢产物研究。 从南极半岛地区的10个样品中分离得到真菌136株,经过微生物菌落形态、显微形态观察、代谢产物薄层色谱(TLC)化学排重以及BOX-PCR指纹图谱分析,确定对其中65株南极真菌进行物种多样性考察。对65株真菌采用ITS序列进行分子鉴定,确定所鉴定真菌分属子囊菌类和接合菌类两大真菌类群,包括子囊菌类的Antarctomyces、Aspergillus、 Cladosporium、 Geomyces、Oidiodendron、Penicillium、Thelebolus等11个属及接合菌类的Mortierella属,其中有11株菌株其ITS序列比对与已知序列相似度均较低,可能为新种甚至新属。相关的序列信息已经提交NCBI,得到65个登录号JQ670942-JQ670966、JQ692138-JQ692168以及JQ715699-JQ715707。所鉴定的65株真菌株经培养得到发酵产物,并采用P388细胞SRB法筛选菌株发酵产物的抗肿瘤活性。筛选结果得到活性菌株12株,分别属于Cladosporium、 Oidiodendron、 Mortierella、 Penicillium、Geomyces以及Helotiales类真菌,该研究为寻找抗癌活性先导化合物提供了资源。 选取其中两株进行次级代谢产物的研究,通过多种分离纯化手段的联合应用,从菌株GW31-8发酵产物乙酸乙酯提取物中分离到8个单体化合物,包括有4个聚酮类化合物(1-7)以及1个苯的衍生物(8)。从菌株GW8-24发酵产物中分离得到8个化合物(9-16),包括有5个二酮哌嗪类化合物(9-13),1个氨基酸衍生物(14)以及2个苯的衍生物(15-16)。 综上所述,研究结果表明,南极地区真菌物种资源新颖丰富,代谢产物结构多样,是新化合物及活性先导结构潜在的重要来源。通过本研究,对南极真菌药用资源及其应用价值有了深入的了解,为开拓药用微生物资源的新领域,同时也为极地微生物资源的合理有效利用提供必要的依据。


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