多藥耐藥病原菌包括耐甲氧西林金黃色葡萄球菌 (methicillin-resistant Staphylococcus aureus,MRSA)、耐青 霉素肺炎鏈球菌(penicillin-resistant Streptococcus pneumoniae,PRSP)、耐多藥結(jié)核分枝桿菌(multiple drugs resistant tuberculosis,MDR-TB)等革蘭氏陽(yáng)性菌和耐碳青霉烯類鮑 曼不動(dòng)桿菌(carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii, CRAB)、超廣譜β-內(nèi)酰胺酶(extended spectrum β-lactamases,ESBL)腸桿菌等革蘭氏陰性菌,其介導(dǎo)的感染性疾病是當(dāng)今世界需要亟待解決的健康安全問(wèn)題。
土樣:32份試驗(yàn)土樣采集于貴州遵義鳳凰山公園(10份)、 赤水丹霞山(12份)、大板水國(guó)家森林公園(10份)周邊人員 活動(dòng)較少地區(qū)、海拔500~1 000 m左右的除地表腐殖質(zhì) 10~20 cm的土層,分裝于無(wú)菌樣品采集袋中常溫保存運(yùn)輸。
耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)31:由本實(shí)驗(yàn)室保藏。
改良高氏1號(hào)培養(yǎng)基:可溶性淀粉20 g,NaCl 0.5 g,KNO3 1 g,K2HPO4 ·3H2O 0.5 g,MgSO4 ·7H2O 0.5 g,F(xiàn)eSO4 ·7H2O 0.01 g,玉米汁50 mL,土壤浸出物50 mL,土壤樣品細(xì)粉 10 g,復(fù)合維生素浸提物10 mL,瓊脂18 g,蒸餾水1 L,pH 7.2,115 ℃高壓滅菌30 min。其中玉米汁的制備:稱取新鮮 的玉米100 g,加入1 L蒸餾水,用豆?jié){機(jī)攪拌均勻后,濾掉 廢渣,補(bǔ)加蒸餾水至2 L,經(jīng)微孔濾膜過(guò)濾除菌后于4 ℃冰 箱保存?zhèn)溆?;?fù)合維生素浸提物的制備:取21金維他多維 元素片20片(0.825 g/片)研磨成粉,入15 mL無(wú)水乙醇和35 mL無(wú)菌水振蕩懸浮,8 000 r/min離心10 min,上清用微 孔濾膜過(guò)濾除菌后于4 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?土壤浸汁腐殖酸培養(yǎng)基:牛肉膏3 g,蛋白胨10 g, 微量元素預(yù)混液(ZnSO4 ·7H2O 2 g/L,F(xiàn)eSO4 ·7H2O 2 g/L, MnCl·2 4H2O 2 g/L,CuSO·4 5H2O 2 g/L,Na2B4O·7 10H2O 2 g/L, (NH4 )6Mo7O2·4 4H2O 2 g/L)0.5 mL,腐殖酸2.0 g,瓊脂18 g, 土壤浸出物1 L,pH 7.2,121 ℃高壓滅菌30 min。 國(guó)際鏈霉菌計(jì)劃(international Streptomyces project, ISP)2培養(yǎng)基:葡萄糖4 g,CaCO3 2 g,麥芽抽提物10 g,酵 母抽提物4 g,瓊脂15 g,蒸餾水定容至1 L,115 ℃高壓滅菌 30 min。 改良的葡萄糖酵母麥芽(glucose yeast malt,GYM)鏈 霉素培養(yǎng)基:葡萄糖4 g,CaCO3 2 g,麥芽抽提物10 g,酵 母抽提物4 g,微量元素預(yù)混液0.5 mL,腐殖酸浸出液10 mL, 瓊脂18 g,蒸餾水定容至1 L,115 ℃高壓滅菌30 min。 GYM液體培養(yǎng)基:葡萄糖4 g,酵母提取物4 g,麥芽提 取物10 g,蒸餾水定容至1 L,115 ℃高壓滅菌30 min。 LB液體培養(yǎng)基:胰蛋白胨10 g,酵母提取物5 g,NaCl 10 g,蒸餾水定容至1 L,121 ℃高壓滅菌30 min。LB固體培 養(yǎng)基:在LB液體培養(yǎng)基中加入瓊脂20 g。
抗生素、抗菌藥物儲(chǔ)存液(重鉻酸鉀50 mg/L,制霉菌 素20 mg/L,萘啶酮酸20 mg/L,放線菌酮50 mg/L):德國(guó) Sigma公司;酚、氯仿等脫氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid, DNA)提取試劑:北京索萊寶科技有限公司;乙酸乙酯、甲 醇(均為分析純):成都科龍化工試劑廠;Ex Taq酶(5 U/μL)、 脫氧核糖核苷三磷酸(deoxy-ribonucleoside triphosphate, dNTP)Mixture、Taq Buffer等分子生物學(xué)試劑及酶類:寶 生物工程(大連)有限公司。
BSP-400培養(yǎng)箱:上海博迅醫(yī)療生物儀器股份有限公 司;E002092超級(jí)潔凈工作臺(tái):蘇州市金凈凈化設(shè)備科技有限公司;Direct-Q5UV超純水機(jī):美國(guó)密理博公司;MLS3781L-PC自動(dòng)蒸汽滅菌器:日本松下公司;T100快速梯度 PCR儀:美國(guó)伯樂(lè)公司;Gel Doc XR+凝膠成像系統(tǒng):美國(guó) 伯樂(lè)公司;DYCP-33A電泳儀:北京六一生物科技有限公司。
土壤樣品預(yù)處理:每份樣品分別稱2 g于無(wú)菌研缽中, 加入0.2 g CaCO3,用無(wú)菌杵研磨成細(xì)粉,裝入50 mL無(wú)菌離 心管中,28 ℃風(fēng)干2周后,加入30 mL無(wú)菌水,置于28 ℃搖床 上150 r/min振蕩1 h使土壤充分懸浮,55 ℃處理20 min,促 使放線菌孢子萌發(fā)。 菌株的分離純化:采用梯度稀釋法將土壤預(yù)混液分別 稀釋成10-2 、10-3 和10-4 3個(gè)濃度梯度,振蕩混勻,分別吸取不 同濃度梯度的土樣懸濁液200 μL均勻涂布于4種放線菌分離培養(yǎng)基(改良高氏1號(hào)培養(yǎng)基、土壤浸汁腐殖酸培養(yǎng)基、 ISP2培養(yǎng)基、改良的GYM鏈霉素培養(yǎng)基)上,28 ℃靜置培 養(yǎng),隨時(shí)觀察培養(yǎng)基上的菌落生長(zhǎng)狀態(tài),挑取目的菌株進(jìn) 行分離純化并保藏。
從采集的32份土樣中共分離到169株放線菌菌株,其中赤水丹霞山土樣65株(以CS命名菌株)、鳳凰山公園土樣 45株(以FHS命名菌株)、大板水國(guó)家森林公園土樣59株 (以DBS命名菌株)。采用瓊脂擴(kuò)散法對(duì)分離菌株的抗MRSA 活性進(jìn)行測(cè)定。不同分離菌株具有不同程度的抗MRSA 活性,且分離的169株菌株中有68株具有抗MRSA活性,占 總分離菌株的40.24%。因此,以68株活性抗MRSA菌株進(jìn) 行后續(xù)的基因組勘探。同時(shí)Blast比對(duì)中,菌株DBS8-4、DBS8-13、CSGY1-11、 CSHG2-5、CSDG1-2、CSDG5-5、CSGY1-3、CSGY5-3、CSGY 1-9、FHS4-7與NCBI的GenBank數(shù)據(jù)庫(kù)中已有菌株的16S rRNA 序列相似性<98%,說(shuō)明本地區(qū)土壤放線菌中可能蘊(yùn)藏潛 在的較新穎菌株,具有開(kāi)發(fā)的潛力。CHRISTIANSEN G等指出鹵化酶基因、聚酮合酶基 因、非核糖體肽基因等可以作為指示基因?qū)ξ⑸锂a(chǎn)次級(jí) 代謝產(chǎn)物的潛力進(jìn)行快速評(píng)估。利用微生物的基因組信息 預(yù)測(cè)其合成特定天然產(chǎn)物的潛能,進(jìn)而進(jìn)行新化合物分離 純化和結(jié)構(gòu)鑒定的基因組挖掘技術(shù)。
本研究從32份土樣中共分離純化到169株放線菌,其 中68株菌株具有抗MRSA活性,占總分離菌株的40.24%。通 過(guò)16S rRNA序列分析可知,68株活性菌株主要為鏈霉菌 屬(Streptomycessp.),其中菌株DBS8-4、DBS8-13、CSGY1-11、 CSHG2-5、CSDG1-2、CSDG5-5、CSGY1-3、CSGY5-3、CSGY 1-9、FHS4-7 與 NCBI 的 Genbank 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 中 已 有 菌 株 的 16S rRNA序列相似性<98%,說(shuō)明本地區(qū)土壤放線菌中可 能蘊(yùn)藏潛在的較新穎菌株,具有開(kāi)發(fā)的潛力。 通過(guò)對(duì)68株活性菌株的次級(jí)代謝產(chǎn)物基因的勘探可 知,Hal陽(yáng)性菌株占17.65%,PKS I陽(yáng)性菌株占36.47%,PKS II 陽(yáng)性菌株占61.77%,NRPS陽(yáng)性菌株占32.35%,其中菌株 DBS9-1、DBS12-6、DBS8-13、DBS22-6、CSDG1-2、FHS5-10、 FHS10-22中同時(shí)含有NRPS或Hal、PKSI、PKSII三種基因, 本實(shí)驗(yàn)可為后續(xù)通過(guò)激活特定合成的基因組定向挖掘該 類化合物等研究提供參考。
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