深圳地区植物微型真菌分类鉴定及其次级代谢产物的研究

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真菌分类鉴定具有动态更新特性,真菌作为巨大潜力的微生物资源,需要被挖掘和充分利用。深圳地区具有真菌适宜生长的地理环境和生态环境,气候湿润,植被覆盖广阔,潜藏的植物真菌种类数量不可小觑。然而根据文献的检索和调研该地区真菌鉴定分类工作较少,真菌名录尚不完善,对真菌资源的开发利用较为浅显。因此拟对深圳地区植物微型真菌的分类、物种多样性及其次生代谢产物的生物学活性进行研究,该项目的研究对深圳地区植物微型真菌鉴定和分类具有一定的科学意义,可明确植物微型真菌物种多样性并填补真菌的相关名录,并探究真菌次级代谢产物种类及活性和为真菌资源开发利用提供相关的研究资料。本研究采集了分布在深圳不同地区的植物叶片、枝条及腐烂树皮等真菌样本,通过解剖镜和光学显微镜观察了真菌子实体、子囊、子囊孢子、分生孢子等其他真菌结构,直观的了解了不同真菌的形态特征。通过相机复合显微镜测量了以上结构的大小,通过计算获得平均数值以便准确描述。利用基因组提取及PCR实验技术获得了ITS、LSU、SSU、TEF-1的双方向序列,通过BLAST序列比对、Bioeidt序列编辑、Mafft数据分析、Alteralignment数据对齐、Clustal X文件转换等一系列数据整理和处理后,经raxml GUI v.1.3获得最大似然法进化树,Mr Bayes v.3.0b4获得贝叶斯分析法进化树,PAUP v.4.0 BETA获得最大简约法进化树。三者进化树计算数值整合到最大似然法进化树中,作为最终真菌分类依据,由Fig Tree v.1.4.0软件查看进化树相关信息。将鉴定的真菌新菌株通过发酵培养,取发酵液,通过液相质谱联用方法获得主要代谢产物信息。利用主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)及正交偏最小二乘法分析(OPLS-DA)计算新菌株两两分组的差异代谢物信息,经过KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)数据富集和注释获得差异代谢物富集通路。通过纸片扩散法检测发酵液的抗MRSA作用。研究结果表明,107个样本中可产生真菌子实体的样本有87个,经单孢分离后成功获得可培养菌落的样本有52个,真菌样本分别属于格孢腔菌目、葡萄座科、拟盘多毛孢菌属、假性小毛球菌属、短柄霉属、拟茎点霉属、球腔菌属、棘壳孢菌属、曲霉菌属、砖格丝孢菌属、Lichen类。其中发现三株真菌新菌种49A命名为Phaeosphaeria chinensis,编号51命名为Melanomma chinensis,编号52命名为Dictyosporium shenzhenense。三者次级代谢物主要包括酚酸类、生物碱、木脂素和香豆素类、萜类等。Phaeosphaeria chinensis的次级代谢产物大多集中在对芳香族化合物的降解通路中,Melanomma chinensis真菌次级代谢产物在苯丙氨酸合成与分解通路中富集程度大且富集显著,菌株Dictyosporium shenzhenense中丙氨酸和谷氨酸合成分解通路富集显著。3株真菌的次级代谢产物可能均具有抗MRSA活性。本研究对深圳地区部分植物微型真菌种类及形态进行了初步的研究和探索,补充了该地区植物微型真菌名录,展示出真菌种类的多样性。其次,通过生物信息学方法鉴定了3株植物微型真菌新菌种并命名;再次,探究了3株真菌新菌种的次级代谢产物,差异化合物及其通路富集;最后,通过纸扩散方法初步探索了3株真菌新菌种的次级代谢产物及其抗MRSA活性,为植物微型真菌的研究提供了实验资料。
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