本發(fā)明涉及微生物天然產(chǎn)物抗生素分離技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種放線菌jy-22抗真菌成分分離方法及其在復(fù)配劑中的應(yīng)用。
背景技術(shù):
放線菌(actinomycesbovis)是一類重要的原核生物,主要呈菌絲狀生長并以孢子繁殖,大部分屬于革蘭氏陽性細菌,能產(chǎn)生大量抗生素,在工、農(nóng)、醫(yī)藥、食品、環(huán)境治理等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計,從放線菌中發(fā)現(xiàn)的生物活性物質(zhì)已經(jīng)超過13700余種,占已發(fā)現(xiàn)天然活性物質(zhì)的40%以上,目前在醫(yī)、農(nóng)使用的抗生素達150多種,其中2/3來自放線菌,放線菌中鏈霉菌屬(streptomyces)在植物病害防治方面發(fā)揮巨大作用。
從土壤放線菌中研制新的生物農(nóng)藥是一種有效途徑,如井岡霉素,農(nóng)抗120和多種抗生素等9種,臨時登記的有生菌素、寧南霉素,都是開發(fā)成功的案例。近幾十年來,人們只研究和分離了1%-2%的土壤放線菌,對于土壤放線菌尚有較大的研究潛力,特別是放線菌抗真菌成分的研究和分離工藝。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
有鑒于此,本發(fā)明的目的之一是提供放線菌jy-22抗真菌成分分離方法,該分離工藝可以得到純的抗菌物質(zhì)。
本發(fā)明通過以下技術(shù)手段解決上述技術(shù)問題:
放線菌jy-22抗真菌成分分離方法,包括如下步驟:
s1:jy-22菌株發(fā)酵液抗真菌成分的初步提取,取菌株jy-22發(fā)酵液離心并收集上清液,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)得到濃縮發(fā)酵液,在濃縮發(fā)酵液中加入乙醇并沉降過夜,離心后取上清液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)得到二次濃縮液,然后用石油醚萃取二次濃縮液,再用正丁醇萃取二次濃縮液,最后收集正丁醇部分旋轉(zhuǎn)蒸干,得到粗提浸膏;在濃縮發(fā)酵液中加入乙醇主要是為了除去發(fā)酵液中蛋白質(zhì)及多糖等部分雜質(zhì),用石油醚萃取二次濃縮液是為了除去部分脂溶性物質(zhì),正丁醇可以有效的萃取出活性成分,效果優(yōu)于二氯甲烷、乙酸乙酯。二次濃縮液后,相比一般的直接萃取活性物質(zhì),本發(fā)明采取先用石油醚萃取除去了極性小的脂溶性雜質(zhì),可以減少后續(xù)雜質(zhì)的分離難度。
s2:大孔樹脂d101富集活性物質(zhì),將粗提浸膏用去離子水溶解后上樣于裝有大孔樹脂的玻璃柱,靜置吸附2-3h,依次用2-3倍柱體積的去離子水、濃度為30%-35%的乙醇、濃度為90%-95%的乙醇洗脫,流速控制在2bv/h,收集90-95%乙醇部分,60℃減壓旋轉(zhuǎn)蒸干后用甲醇溶解得到粗提物a;將粗提物上樣于大孔樹脂吸附要優(yōu)于傳統(tǒng)的用大孔樹脂處理發(fā)酵液,由于發(fā)酵液雜質(zhì)較多,用大孔樹脂直接處理發(fā)酵液,會使得含有活性組分的收集液中雜質(zhì)含量提高,由于發(fā)酵液體積較大,直接吸附洗脫時造成活性物質(zhì)損失相比粗提物吸附洗脫較多。
s3:硅膠柱層析分離純化抗生素jy-22,用適量甲醇溶解粗提物a得到樣品一,然后按照200-300目硅膠與樣品一的質(zhì)量比例為1:1進行混勻伴樣,然后按照硅膠與樣品一的質(zhì)量比例為45:1進行裝柱,再以6-8份體積分數(shù)的甲醇、2-3份體積分數(shù)的氯仿、0.1-0.3份體積分數(shù)的氨水、剩下的以水補齊作為溶媒和流動相,然后用薄層板點板合并相同組分,再用抑菌圈法檢測活性,收集活性組分得到粗提物b;
s4:sephadexlh-20柱層析,用適量甲醇溶解粗提物b得到樣品二,將樣品二緩慢加入裝有聚糖凝膠lh-20的玻璃柱中,再用甲醇洗脫,薄層層析點板合并相同組分,抑菌圈檢測活性,收集活性組分一后用5-6份體積分數(shù)的甲醇、4-5份體積分數(shù)的水的混合液溶解,緩慢加入裝有葡聚糖凝膠lh-20的玻璃柱中,再用5-6份體積分數(shù)的甲醇、4-5份體積分數(shù)的水的混合液洗脫,用薄層層析點板合并相同組分得到粗提物c;
s5:高效液相色譜(hplc)制備分離,對粗提物c進行液相分離,以變化濃度的甲醇與水(0.5%濃氨水)作為流動相,流動相洗脫條件:0-30min70%-80%甲醇,30-40min90%-95%甲醇,c18柱作為固定相,200-400nm檢測,收集各個明顯單峰,抑菌圈檢測活性;
s6:高效液相色譜分析,shimadzulc-20ad型高效液相色譜儀用inertsilc18柱,洗脫劑選擇甲醇和去離子水(0.5%濃氨水),流動相洗脫條件0-15min80%-85%甲醇,15-25min90%-95%甲醇,檢測波長220nm,進樣量12μl。
進一步,在s3步驟中的薄層板點板分析和抑菌圈法檢測活性中,具體操作方法為:在標記各個斑點后,在超凈工作臺中進行操作,用少量石油醚涂布薄層板后,刮取各個斑點的硅膠,將硅膠置于涂有真菌孢子懸浮液的pda培養(yǎng)皿內(nèi),培養(yǎng)觀察抑菌圈,判斷是否具有活性。硅膠板直接刮取斑點檢測活性,可以快速判斷具有抑菌活性物質(zhì)的基本特性、在活性組分中的位置(rf值)和相對極性大??;由于所述活性物質(zhì)在石油醚中不溶解,則用石油醚涂布薄層硅膠板起到滅菌作用且不會出現(xiàn)斑點擴散移動,避免造成外界接觸過的硅膠板帶入雜菌污染,同時因石油醚易揮發(fā)也不會給試驗帶來誤差,該方法使得活性檢測簡便易行,縮短了整體試驗時間,判斷準確性提高。
進一步,在s2步驟中,大孔樹脂的預(yù)處理方法為:
用90%-95%乙醇浸泡大孔樹脂,不斷攪動使其充分溶脹,除去小的雜質(zhì)及顆粒后裝柱,再用90%-95%乙醇以2bv/h沖柱至流出乙醇不再混濁,之后再用去離子水以2bv/h的流速洗脫至流出液不再有白色且無乙醇味,用1mol/l-1.5mol/l2bv的hcl的溶液以4bv/h左右的流速通過樹脂并浸泡3h,用去離子水洗至流出液ph中性,再同樣用1mol-1.5mol的naoh的處理洗至ph中性。
進一步,在s3步驟中,裝柱前2d將200-300目硅膠按質(zhì)量比加入10%-15%去離子水密封每隔段時間混勻一次,裝柱采用濕法裝柱,采用以6-8份體積分數(shù)的甲醇、2-3份體積分數(shù)的氯仿、0.1-0.3份體積分數(shù)的氨水、剩下的以水補齊作為溶媒,硅膠與樣品比例=45:1裝柱,待柱子沉降壓實完全后,將樣品均勻鋪在柱床表面,并覆蓋2-3cm厚的硅膠層,并用以6-8份體積分數(shù)的甲醇、2-3份體積分數(shù)的氯仿、0.1-0.3份體積分數(shù)的氨水、剩下的以水補齊作為洗脫劑洗脫,每100ml收集一份,薄層板點板合并相同組分,抑菌圈法檢測活性,確定活性組分。
進一步,s4步驟中,葡聚糖凝膠lh-20在裝柱前用甲醇洗脫充分溶脹,容器中甲醇體積大于凝膠體積,溶脹過程攪拌除去凝膠中的氣泡,避免過分攪拌破壞凝膠粒表面,靜置過夜,溶脹后裝柱,將甲醇與凝膠的混懸液加入100cm×1cm的玻璃柱中,使凝膠沉降均勻完全。
本發(fā)明的目的之二是提供放線菌jy-22抗真菌成分的復(fù)配生物農(nóng)藥,對多種有害真菌具有很好抑制作用。
本發(fā)明通過以下技術(shù)手段解決上述技術(shù)問題:
含有放線菌jy-22抗真菌成分的復(fù)配劑,所述復(fù)配劑按體積分數(shù)計,濃度為3mg/l-4mg/l的吡唑醚菌酯1-2份,濃度為120mg/l-130mg/l的放線菌jy-22粗提浸膏6-7份。該復(fù)配劑對棉花枯萎病菌、小麥紋枯病菌、柑橘青霉、馬鈴薯干腐病菌等多種有害真菌具有很好抑制作用,抑菌譜廣。
本發(fā)明的有益效果:(1)本發(fā)明提供了一種新的吸水鏈霉菌jy-22抗真菌活性物質(zhì)分離方法,該分離方法簡單、提取率高,為進一步開發(fā)應(yīng)用吸水鏈霉菌jy-22活性成分提供技術(shù)支持;(2)本發(fā)明提供了含有放線菌jy-22抗真菌成分的復(fù)配劑,該復(fù)配劑對棉花枯萎病菌、小麥紋枯病菌、柑橘青霉、馬鈴薯干腐病菌等多種有害真菌具有很好抑制作用,抑菌譜廣。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的工藝流程圖;
圖2是本發(fā)明實施例一中活性組分的硅膠層析tlc結(jié)果;
圖3是本發(fā)明實施例一中活性組分的sephadexlh-20tlc結(jié)果;
圖4是本發(fā)明實施例一中jy-22活性成分的hplc分析圖;
圖5是本發(fā)明實施例一中活性物質(zhì)的hplctlc結(jié)果;
圖6是本發(fā)明實施例二中jy-22粗提物不同溶劑系統(tǒng)的薄層展開效果圖。
具體實施方式
以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明:
實施例一:
放線菌jy-22抗真菌成分分離方法,包括如下步驟:
s1:jy-22菌株發(fā)酵液抗真菌成分的初步提取:
取菌株jy-22發(fā)酵液,室溫下以10000r/min的轉(zhuǎn)速離心并收集上清液,在原始ph條件下,在60℃中旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮10倍得到濃縮發(fā)酵液,再向濃縮發(fā)酵液中加入95%乙醇,使乙醇含量占70%,再于4℃條件下沉降過夜,室溫下以10000r/min的轉(zhuǎn)速離心去除沉淀得到上清液,再將剛得到的上清液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去乙醇得到二次濃縮液,然后用石油醚萃取二次濃縮液除去部分脂溶性物質(zhì),再用正丁醇萃取二次濃縮液,收集正丁醇部分旋轉(zhuǎn)蒸干,得到粗提浸膏;
s2:大孔樹脂d101富集活性物質(zhì):
首先對大孔樹脂做預(yù)處理,用95%乙醇浸泡大孔樹脂,不斷攪動使其充分溶脹,除去小的雜質(zhì)及顆粒后裝柱,再用95%乙醇以2bv/h的流速沖柱至流出乙醇不再混濁,之后再用去離子水以2bv/h的流速洗脫至流出液不再有白色且無乙醇味,用1mol/l2bv的hcl的溶液以4bv/h的流速通過樹脂并浸泡3h,用去離子水洗至流出液ph中性,再同樣用1mol的naoh的處理洗至ph中性。上述處理后的大孔樹脂用柱長60cm直徑4cm的玻璃柱,濕法裝柱,用去離子水平衡;
然后進行上樣與洗脫:將粗提浸膏用15ml去離子水溶解上樣,上樣時應(yīng)保持柱床表面平穩(wěn),加樣完畢后關(guān)閉旋塞,靜置吸附2h,之后依次用2bv體積的去離子水、30%濃度的乙醇、95%濃度的乙醇洗脫,流速控制在2bv/h,除去去離子水洗脫部分與30%乙醇,收集95%乙醇部分,在60℃減壓旋轉(zhuǎn)蒸干后用甲醇溶解得到粗提物a,并于4℃下保存;
s3:硅膠柱層析分離純化抗生素,用適量甲醇溶解粗提物a得到樣品一,然后按照200-300目硅膠與樣品一的質(zhì)量比例為1:1進行混勻伴樣,裝柱前2d將200-300目硅膠按質(zhì)量比加入15%去離子水密封每隔段時間混勻一次,揮干至無甲醇氣味后進行裝柱;
采用濕法裝柱,采用甲醇:氯仿:氨水:水=8:2:0.2:水飽和作為溶媒,硅膠與樣品比例=45:1進行裝柱,待柱子沉降壓實完全后,將樣品均勻鋪在柱床表面,并覆蓋2-3cm厚的硅膠層,再以甲醇:氯仿:氨水:水=8:2:0.2:水飽和作為洗脫劑洗脫,100ml收集一份用薄層板點板合并相同組分(活性組分的硅膠層析tlc結(jié)果見圖2),再用抑菌圈法檢測活性,具體操作方法為:在標記各個斑點后,在超凈工作臺中進行操作,用少量石油醚涂布薄層板后,刮取各個斑點的硅膠,將硅膠置于涂有真菌孢子懸浮液的pda培養(yǎng)皿內(nèi),培養(yǎng)觀察抑菌圈,收集活性組分得到粗提物b;
s4:sephadexlh-20柱層析:
sephadexlh-20在裝柱前用甲醇洗脫充分溶脹,容器中甲醇體積大于凝膠體積,溶脹過程攪拌除去凝膠中的氣泡,避免過分攪拌破壞凝膠粒表面,靜置過夜,溶脹后將甲醇與凝膠的混懸液加入100cm×1cm的玻璃柱中,使凝膠沉降均勻完全;
用適量甲醇溶解粗提物b得到樣品二,將樣品二緩慢加入裝有sephadexlh-20的玻璃柱中,再用甲醇洗脫,流速6滴/min,每3ml收集一份,薄層層析點板合并相同組分,抑菌圈檢測活性,收集活性組分一后用甲醇:水=6:4的混合液溶解,緩慢加入裝有葡聚糖凝膠lh-20的玻璃柱中,再用甲醇:水=6:4的混合液洗脫,流速6滴/min,每1ml收集一份,用薄層層析點板合并相同組分得到粗提物c(活性組分的sephadexlh-20tlc結(jié)果見圖3);
s5:高效液相色譜(hplc)制備分離,對粗提物c進行液相分離,以變化濃度的甲醇與水(0.5%濃氨水)作為流動相,流動相洗脫條件:0-30min75%甲醇,30-40min95%甲醇,c18柱作為固定相,220nm檢測,收集各個明顯單峰,抑菌圈檢測活性,得到抗真菌成分(jy-22活性成分的hplc分析圖見圖4);
s6:高效液相色譜分析,對s5步驟中的活性峰進行分析高效液相檢測,shimadzulc-20ad型高效液相色譜儀用inertsilc18柱,洗脫劑選擇甲醇和去離子水(0.5%濃氨水),流動相洗脫條件0-15min85%甲醇,15-25min95%甲醇。檢測波長220nm,進樣量12μl(活性物質(zhì)的hplctlc結(jié)果見圖5)。
在實施例一中,s1步驟獲得活性粗提浸膏中,分別對乙醇沉淀、石油醚提取液、正丁醇提取液及水相進行生物測定,具體操作方法為:通過在pda培養(yǎng)皿中央接種煙草赤星病菌,采用牛津杯碟法測定乙醇沉淀、石油醚提取液、正丁醇粗提浸膏及水相的抑菌活性,取上述去離子水溶解液各150μl加入牛津杯,7d后測抑菌半徑。檢測結(jié)果表明:從表一中可以看出,正丁醇部分抑菌圈半徑最大為:2.1cm,可見乙醇沉淀能夠有效除去發(fā)酵液中的蛋白質(zhì)多糖等部分雜質(zhì),保留活性組分,同時沉淀也表現(xiàn)出一定的抑菌性,可能由于在乙醇沉淀的時難免由于蛋白質(zhì)多糖沉淀吸附包裹部分活性組分,由此可以認為抑菌物質(zhì)的活性組分還是主要存在于正丁醇的粗提物中。
表一提取液和沉淀的抑菌活性
實施例二:
s1:操作同實施例一中的s1步驟;
s2:大孔樹脂d101富集活性物質(zhì):首先對大孔樹脂做預(yù)處理,處理方法采用實施例一中s2步驟中的預(yù)處理方法,上述處理后進行上樣與洗脫,將粗提浸膏用15ml去離子水溶解上樣,上樣時應(yīng)保持柱床表面平穩(wěn),加樣完畢后關(guān)閉旋塞,靜置吸附2h,之后依次用2bv體積的去離子水、30%濃度的乙醇、50%濃度的乙醇、70%濃度的乙醇、95%濃度的乙醇、丙酮洗脫,流速控制在2bv/h,每個梯度收集樣品并進行生物活性檢測。
由表二可以看出,隨著乙醇體積百分比增加抑菌圈增大,在乙醇體積達到70%時,洗脫圈直徑最大,95%乙醇抑菌圈直徑下降,0%及30%乙醇和丙酮抑菌圈為0;由此可以得出:在乙醇濃度為95%時能夠?qū)⒋罂讟渲琩101吸附的活性成分洗脫完全,達到最好洗脫效果,因此,將洗脫劑條件確定為:去離子水,濃度為30%的乙醇,濃度為95%的乙醇,每個濃度2bv體積,流速2bv/h洗脫,收集95%乙醇部分,旋轉(zhuǎn)蒸干。
表二不同體積分數(shù)乙醇洗脫液的抑菌圈直徑
實施例三:
s1:操作同實施例一中的s1步驟;
s2:操作同實施例一中的s2步驟;
s3:采用薄層層析(tlc)分析方法,用毛細管點樣粗提物a,點樣斑點直徑小于4mm,將樣品用展開劑在層析缸中上行展開,用碘顯色和紫外觀察判斷展開情況,其中展開劑系統(tǒng)的最優(yōu)選擇為甲醇:氯仿:氨水:水=8.5:1.5:0.2:飽和,選擇展開效果相對較好的薄層板,在超凈工作臺中,用少量石油醚涂布薄層板后,刮取各個斑點的硅膠,將硅膠置于涂有真菌孢子懸浮液的pda培養(yǎng)皿內(nèi),培養(yǎng)觀察抑菌圈,判斷是否具有活性,確定活性區(qū)域rf值。
通過薄層層析能夠進行硅膠柱層析之前預(yù)先判斷。本發(fā)明對多種展開劑系統(tǒng)進行試驗,由表三和圖6可見,當甲醇:氯仿:氨水:水=8.5:1.5:0.2:飽和作為展開劑時,展開效果較為均勻,將薄層板硅膠層刮取,抑菌圈法檢測活性,顯示有活性組分的區(qū)域rf值在0.3左右,圖6中紅色小框區(qū)域,滿足硅膠柱層析條件,為最佳展開系統(tǒng)進行硅膠柱層析進行分離化合物的代謝產(chǎn)物。
表三不同溶劑系統(tǒng)的薄層展開結(jié)果
實施例四:
含有放線菌jy-22抗真菌成分的復(fù)配劑,所述復(fù)配劑最佳復(fù)配比為,濃度為4mg/l的吡唑醚菌酯2ml,濃度為125mg/l的放線菌jy-22粗提浸膏6ml。
從表四中可見,濃度為125mg/l的jy-22正丁醇粗提浸膏濃度、濃度為4mg/l的吡唑醚菌酯對煙草赤星病菌均有較佳的生長抑制效果。
表四兩種不同藥劑對煙草赤星病的室內(nèi)試驗結(jié)果
將125mg/l的jy-22正丁醇粗提物與4mg/l的吡唑醚菌酯25%乳油,以不同體積進行復(fù)配,聯(lián)合毒力測定結(jié)果見表五。數(shù)據(jù)顯示將v(吡唑醚菌酯):v(jy-22正丁醇粗提物)=1:6作為最佳復(fù)配比。
表五不同藥劑混配對煙草赤星病菌毒力回歸方程
以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制,盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解,可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換,而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍,其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。本發(fā)明未詳細描述的技術(shù)、形狀、構(gòu)造部分均為公知技術(shù)。