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海洋放线菌抗MRSA菌株的筛选及菌株AM105活性物质的研究
作 者: 黄惠琴
导 师: 鲍时翔
学 校: 华南热带农业大学
专 业: 作物遗传育种
关键词: 放线菌 小单孢菌抑菌活性物质 菌种鉴定 发酵 分离纯化 结构鉴定
分类号: Q939.93
类 型: 博士论文
年 份: 2005年
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内容摘要
近年来耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的分离率不断升高,临床上可供选择的药物极少,MRSA已成为难以治疗的“超级细菌”,极大地危害着人类健康,人们必须不断寻找新的药源。新药的开发已突破陆生资源的束缚,拓展到生态和物种远比陆地生境复杂多样的海洋,独特的海洋环境使海洋微生物在物种、基因组成和生态功能上呈现较高的多样性,被誉为天然药物的资源“宝库”,目前海洋微生物已成为世界各国开发新型药物的热点领域。 本文从海洋放线菌的分离、抗MRSA菌株的筛选、菌株的鉴定、发酵条件的优化、活性物质的分离纯化及结构鉴定等几个方面进行了系统研究,结果如下: 采用多种分离培养基与抑制剂,从红树林沉积物中选择性分离放线菌,实验结果表明,以0.005%重铬酸钾为抑制剂的高氏一号合成培养基上生长的放线菌种类最多,且细菌、真菌数量少,最适于分离放线菌。以该培养基作为分离培养基,先后从海南、湛江和北海沿海采集样品75份,采用平板稀释法共分离获得放线菌395株,通过纸片扩散法筛选得到43株有抗MRSA活性的放线菌,其中菌株A115、A209和AM105活性最强且遗传稳定,选择这三个菌株作为目标菌株进行下一步研究。 通过对菌株A115、A209和AM105的形态特征、培养特征、生理生化特征、16SrDNA序列测定及其系统发育分析的研究,鉴定菌株A115为白浅灰链霉菌海洋变种S.albogriseolus var.marine,A209为生金链霉菌S.aureofaciens。AM105与Micromonospora floridensis DSM43907、Micromonospora matsumotoense DSM44100的亲缘关系最近,DNA-DNA杂交率分别为73.5%和53.6%,结果表明AM105应归入M.floridensis。鉴于菌株AM105产生利福霉素,且在形态学、生理生化方面与M.floridensis DSM43907存在较大差异,鉴定放线菌AM105为佛州小单孢菌利福霉素亚种Micromonospora floridensis subsp.rifamycetica,这是佛州小单孢菌产生利福霉素的首次报道。AM105的16S rDNA在GenBank的登录号为AY561829。 研究明确了菌株AM105的最佳发酵工艺和培养基组成。实验考察了碳源、氮源、无机盐、pH值及接种量等对AM105产抑菌活性物质的影响,并通过正交实验对培养基碳氮源进行了优化。确定其最佳培养基组成及发酵条件为:葡萄糖0.5%,淀粉1.5%,大豆粉1%,酵母膏0.5%,K2HPO4 0.025%,用50%的天然陈海水与50%的蒸馏水配
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全文目录
摘要 3-5 Abstract 5-11 1 前言 11-35 1.1 抗生素的发展及其抗菌机制 11-15 1.1.1 抗生素的发展史 11-12 1.1.2 抗生素的分类 12-13 1.1.3 抗生素的抗菌机制 13-15 1.2 MRSA菌株的产生与抗MRSA抗生素的研究进展 15-24 1.2.1 细菌耐药性的产生及其耐药机制 15-17 1.2.2 MRSA的产生与现状 17-19 1.2.3 MRSA的特点 19 1.2.4 MRSA耐药的分子机制 19-22 1.2.5 抗MRSA抗生素的研究进展 22-24 1.3 海洋微生物活性物质的研究进展 24-33 1.3.1 海洋微生物 24-26 1.3.2 海洋微生物多样性 26-28 1.3.3 海洋微生物活性物质研究进展 28-33 1.4 本论文研究的目的与意义 33-35 2 材料与方法 35-60 2.1 主要试剂与溶液 35-36 2.2 主要仪器 36-37 2.3 供试菌株 37-38 2.4 培养基 38-40 2.5 海洋放线菌的分离及其抗MRSA菌株的筛选 40-43 2.5.1 样品的采集与处理 40-42 2.5.2 海洋放线菌的分离 42 2.5.3 抗菌活性测定 42 2.5.4 抗MRSA菌株的筛选 42-43 2.5.5 活性菌株保存 43 2.6 放线菌的分类鉴定 43-52 2.6.1 形态学特征 43 2.6.2 生理生化特征 43-45 2.6.3 细胞壁化学组份分析 45-46 2.6.4 16S rDNA序列测定及系统发育分析 46-49 2.6.5 DNA-DNA同源性分析 49-52 2.7 放线菌AM105发酵条件的优化 52-54 2.7.1 培养条件 52 2.7.2 测定方法 52 2.7.3 培养基组成对菌株AM105产活性物质的影响 52-53 2.7.4 培养条件对菌株AM105产活性物质的影响 53-54 2.7.5 5L罐放大实验 54 2.8 活性物质的分离纯化与结构鉴定 54-60 2.8.1 分离纯化预试验 54-57 2.8.2 抑菌活性物质的分离纯化 57-59 2.8.3 活性物质AM105-Ⅱ结构鉴定 59 2.8.4 活性物质AM105-Ⅱ的MIC测定 59-60 3 结果与分析 60-103 3.1 海洋放线菌的分离及其抗MRSA菌株的筛选 60-64 3.1.1 培养基种类的选择 60-61 3.1.2 抑制剂的选择 61-62 3.1.3 抗MRSA海洋放线菌的分离与筛选 62-63 3.1.4 菌株A115、A209与AM105的传代稳定性 63-64 3.1.5 活性菌株发酵液的抗菌谱测定 64 3.2 放线菌的分类鉴定 64-80 3.2.1 菌株A115的分类鉴定 64-68 3.2.1.1 形态学特征 64-65 3.2.1.2 生理生化特征 65 3.2.1.3 细胞壁化学组份分析 65-66 3.2.1.4 16S rDNA序列测定及其系统发育分析 66-67 3.2.1.5 菌株A115鉴定结果 67-68 3.2.2 菌株A209的分类鉴定 68-71 3.2.2.1 形态学特征 68-69 3.2.2.2 生理生化特征 69 3.2.2.3 细胞壁化学组份分析 69-70 3.2.2.4 16S rDNA序列测定及其系统发育分析 70 3.2.2.5 菌株A209鉴定结果 70-71 3.2.3 菌株AM105的分类鉴定 71-80 3.2.3.1 形态学特征 71-72 3.2.3.2 生理生化特征 72 3.2.3.3 细胞壁化学组份分析 72 3.2.3.4 16S rDNA序列测定及其系统发育分析 72-73 3.2.3.5 菌株AM105与M.floridensis DSM43907、M.matsumotoense DSM44100的比较 73-78 3.2.3.6 DNA G+Cmol%含量测定 78 3.2.3.7 DNA-DNA同源性分析 78-79 3.2.3.8 菌株AM105鉴定结果 79-80 3.3 菌株AM105发酵条件的优化 80-88 3.3.1 培养基组成对菌株AM105产活性物质的影响 80-84 3.3.2 培养条件对菌株AM105产活性物质的影响 84-87 3.3.3 5L罐发酵放大试验 87-88 3.4 活性物质AM105-Ⅱ的分离纯化与结构鉴定 88-103 3.4.1 分离纯化预试验 88-94 3.4.1.1 稳定性试验 88-90 3.4.1.2 有机溶剂萃取试验及溶解性试验 90-92 3.4.1.3 Doskochilova纸层析 92 3.4.1.4 纸电泳 92 3.4.1.5 薄层层析 92-94 3.4.2 活性物质的分离纯化 94-96 3.4.2.1 乙酸乙酯萃取 94 3.4.2.2 硅胶柱层析 94-95 3.4.2.3 薄层层析 95 3.4.2.4 Sephadex LH20柱层析 95 3.4.2.5 高效液相色谱(HPLC)检测 95-96 3.4.3 活性物质AM105-Ⅱ的结构鉴定 96-101 3.4.4 活性物质AM105-Ⅱ的抑菌活性 101-103 4 讨论 103-111 4.1 海洋放线菌的分离 103-104 4.2 抗MRSA海洋放线菌的筛选 104-105 4.3 分子分类在海洋放线菌多相分类中的应用 105-107 4.4 AM105发酵工艺的优化 107-108 4.5 活性物质的分离纯化 108-109 4.6 利福霉素 109-111 5 结论 111-112 参考文献 112-124 缩略词 124-125 附录 125-131 致谢 131
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中图分类: > 生物科学 > 微生物学 > 应用微生物学 > 医学微生物学
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