赤潮频发,危害严重,发展新型高效且环境友好的赤潮微藻抑制剂是人们关注的热点之一。海洋藻栖内共生真菌生境特殊,其次生代谢产物结构丰富,新颖结构多,在开发活性物质方面前景广阔,但目前从中分离抑制赤潮微藻的研究较少。本研究拟从山东省沿海采集大型海藻,分离并培养内共生真菌,对其次生代谢产物进行分离、鉴定,从中筛选出具有高效抑制赤潮微藻的活性物质。同时,本研究通过考察各活性单体化合物对亚历山大藻、赤潮异湾藻、东海原甲藻和海洋卡盾藻等四种赤潮藻的形态结构、生长速率、抗逆酶活性、抗逆物质含量等生理生化因子的影响,初步探讨这些化合物的抑藻机理。本项目将初步建立起山东省海洋藻栖内共生真菌种质资源库,从其次生代谢产物中分离、鉴定具有高效抑制赤潮微藻活性的物质,并初步揭示这些活性物质的抑藻机理。本项目能为发展新型的赤潮微藻抑藻剂提供有力支持,同时也将丰富藻栖内共生真菌次生代谢产物的研究。
algicolous endophytic fungus;secondary metabolities;red-tide;effect of inhibiting algae;mechanisms of inhibiting algae
本项目分离获得了100株大型海藻内共生真菌。利用96孔板法,研究了其次生代谢产物的总粗提物对赤潮藻亚历山大藻(Alexandrium sp.)、赤潮异湾藻(Heterosigma akashiwo)、东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)和海洋卡盾藻(Chattonella marina)的抑制活性,筛选出了具有较高抑藻活性的菌株4株(PT20、CF42、PT1和DL29)。 发酵放大这4株菌株,收集其次生代谢的总提取物,经反复硅胶柱层析、Sephadex LH-20柱层析、制备薄层层析、半制备HPLC分离、重结晶,分离纯化得到了单体化合物。综合运用现代波谱技术(IR、UV、EI-MS、FAB-MS、HR-ESI-MS、1H-NMR、13C-NMR、DEPT、1H-1H COSY、HMQC、HMBC)、化学方法及已报道的文献确定各单体化合物的结构。共分离获得了60个单体化合物,其中有12个为新颖结构。本项目检测了这60种单体化合物的抑藻活性进行,筛选出了10个具有较高抑藻活性的单体化合物(1,5-dihydroxy-3-methoxy-7-methylanthraquinone,3β,5α-dihydroxy-6β-methoxyergosta-7,22-diene,(22E,24R)-ergosta-7,22-dien-3β,5α, 6β-triol,opiobolin V,ergosterol,6,8-di-O-methylnidurufin,aversin,6,8-di-O-methylaverufin,alatinone,Ustusolate D)。 研究了活性化合物1,5-dihydroxy-3-methoxy-7-methylanthraquinone对赤潮藻(赤潮异湾藻和海洋卡盾藻)的形态结构、生长状况和生理过程的影响,初步探讨了其抑藻机理。结果表明,该化合物能损坏细胞膜的完整性,降低叶绿素含量,使赤潮藻细胞的生长速率下降;在该化合物作用下,赤潮藻的可溶性蛋白质的含量升高,抗逆酶POD的活力及丙二醛MDA含量随加入化合物的剂量的增加而增加,而SOD活力则呈相反趋势。